本文選題：快速推進工作面 + 覆巖失穩(wěn)運動��； 參考：《中國礦業(yè)大學》2015年博士論文

【摘要】：近年來,西部淺埋煤層高強度開采工作面集中表現(xiàn)為推進速度快、開采空間大的特點,這種大空間快速推進條件下采場上覆巖層破斷失穩(wěn)運動的時空規(guī)律及其動態(tài)變化與突變特征對于支架的合理選型,巖層的有效控制及頂板災害的預測防治具有重要的意義。推進速度是影響采場礦壓顯現(xiàn)的重要因素之一,也是工作面安全高效生產(chǎn)的重要保障。因此,研究推進速度的加快尤其是日推進度超過10m的開采條件下覆巖破斷失穩(wěn)規(guī)律運動的時空特點、礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及與推進速度的關系,將對我國西部煤田的安全高效開采提供重要的技術與理論支持,同時,對國內(nèi)外類似生產(chǎn)地質(zhì)條件下礦井的安全高效開采也具有重要的參考和借鑒意義。本論文綜合運用現(xiàn)場調(diào)研、統(tǒng)計分析、理論研究、數(shù)值模擬和相似模擬等方法,對西部礦區(qū)淺埋煤層長壁綜采工作面快速推進條件下覆巖失穩(wěn)運動的動態(tài)時空規(guī)律進行了研究和探索,總結了西部淺埋煤層開采技術現(xiàn)狀,建立了快速推進條件下采場覆巖失穩(wěn)時空運動的力學模型,揭示了推進速度對覆巖運動的影響規(guī)律。運用3DEC數(shù)值模擬軟件,建立了快速推進條件下三維數(shù)值計算模型,對比分析了不同推進速度下老頂覆巖失穩(wěn)運動的動態(tài)時空規(guī)律,研究分析了快速推進條件下覆巖運動場分布特征,分析得出推進速度較快的情況下,老頂巖層內(nèi)各個測點的水平位移量較小,老頂巖層回轉下沉量較小,快速推進條件下老頂位移有減小的趨勢,推進速度的加快將導致來壓步距的增大。運用相似模擬實驗,對比分析了不同推進速度下覆巖失穩(wěn)運動的時空規(guī)律,研究了推進速度對直接頂垮落步距和冒落規(guī)律的影響,分析了推進速度對老頂初次來壓步距和周期來壓步距的影響。推進速度較快的情況下,初次來壓步距和周期來壓步距增大;通過分析覆巖速度場,揭示了推進速度對覆巖下沉運動的影響特征,工作面推進速度的加快,造成懸頂長度的增加,易引起工作面沖擊動壓的發(fā)生;從關鍵層下位巖層開始,覆巖分層下沉曲線出現(xiàn)“分叉”現(xiàn)象,推進速度對關鍵層的回轉角度產(chǎn)生明顯影響;沿工作面推進方向,將工作面覆巖劃分為穩(wěn)定區(qū)、緩慢沉降區(qū)、加速沉降區(qū)和預移動區(qū),推進速度影響敏感區(qū)主要位于加速沉降區(qū),該區(qū)域的范圍為工作面后方50m的范圍;推進速度較快的情況下,覆巖回轉角減小,減緩了上位巖層的彎曲下沉,巖層整體性下沉更為明顯。采用理論分析方法,建立了邏輯斯蒂S型曲線動態(tài)沉降模型,以該模型為基礎,推導得出推進速度對采場覆巖下沉運動的動態(tài)時空影響公式;結合相似模擬實驗結果,建立了開采覆巖時空運動模型表達式,依據(jù)工作面上覆巖層中的推進速度敏感區(qū)特征,引入了推進速度敏感因子,揭示了推進速度對工作面礦壓的影響機制�，F(xiàn)場實測數(shù)據(jù)分析表明,工作面來壓步距和來壓持續(xù)范圍隨工作面推進速度的增大而增大,而動載系數(shù)隨工作面推進速度的增加而減小。工作面壓力中間大兩端小,并隨工作面推進速度的增大而減小。在煤炭開采的實際生產(chǎn)中,應該結合推進速度對礦壓的影響規(guī)律,選擇合適的推進速度,以有效減緩工作面來壓的影響,保障工作面的安全高效生產(chǎn)。
[Abstract]:In recent years , the high - strength mining face of shallow - buried coal seam in the West has been focused on the characteristics of fast forward speed and large mining space . Based on the theory analysis method , the dynamic settlement model of mining overburden is established . Based on this model , the paper establishes the dynamic settlement model of mining overburden . Based on the results of similar simulation experiment , the paper establishes the model expression of time - space motion of mining overburden . Based on the results of similar simulation experiment , the influence mechanism of propulsion speed on mining pressure is deduced . In the actual production of coal mining , the influence of the propulsion speed on mine pressure should be selected .
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD325

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本文編號：1978306