【摘要】：大傾角煤層綜放開采覆巖變形、破壞和運(yùn)移規(guī)律復(fù)雜,對支架穩(wěn)定性控制有重大影響。因此,研究其覆巖運(yùn)移規(guī)律及“頂板-支架”系統(tǒng)失穩(wěn),為支護(hù)設(shè)備的穩(wěn)定性控制提供依據(jù),為后續(xù)工作面開采奠定基礎(chǔ)。論文綜合采用現(xiàn)場實(shí)測、物理相似模擬、數(shù)值計(jì)算、理論分析等研究方法,對1123工作面覆巖垮落形態(tài)、應(yīng)力分布特征、位移變化規(guī)律及支架穩(wěn)定性控制進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究,結(jié)果表明:大傾角煤層綜放開采,工作面礦壓顯現(xiàn)緩和,工作面中部來壓強(qiáng)度大于上、下部;周期來壓步距較小,來壓步距中部小于上、下部;頂板運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出時(shí)間的不同步及應(yīng)力的不均衡特征。沿工作面走向基本頂垮落破斷依次經(jīng)歷固支梁結(jié)構(gòu)、拱式結(jié)構(gòu)及懸臂梁結(jié)構(gòu)。沿工作面傾向頂板巖梁中部偏上(0.53l)處先出現(xiàn)離層破壞,導(dǎo)致頂板垮落形態(tài)向上部偏移,頂板在垮落矸石及其結(jié)構(gòu)的作用下最終形成工作面上部為拱式結(jié)構(gòu),中、下部為梁式結(jié)構(gòu)的垮落形態(tài)。圍巖應(yīng)力分布沿工作面走向?yàn)閷ΨQ拱形、傾向?yàn)榉菍ΨQ拱形分布。工作面回采對頂板結(jié)構(gòu)破壞影響大于底板,頂板變形的最大位移發(fā)生在工作面中上部。上覆巖層發(fā)生明顯運(yùn)動(dòng)區(qū)域集中在工作面傾斜中上部,導(dǎo)致該區(qū)域支架載荷多變且易失穩(wěn)。針對長山子煤礦松軟頂?shù)装宕髢A角綜放開采條件,通過現(xiàn)場實(shí)測及實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果,掌握了1123工作面覆巖運(yùn)移規(guī)律及支架工作特性,提出了以支架設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝及實(shí)際操作為支架自穩(wěn)的基礎(chǔ)保障,對工作面支架進(jìn)行分區(qū)域、分時(shí)段重點(diǎn)監(jiān)測,從引發(fā)支架失穩(wěn)的單一因素進(jìn)行控制,基本實(shí)現(xiàn)了支架-圍巖動(dòng)態(tài)穩(wěn)定,保證了工作面安全正常生產(chǎn)。
[Abstract]:The overburden deformation of fully mechanized caving mining in large inclined coal seam is complicated with the failure and migration law, which has a great influence on the stability control of support. Therefore, the study of the overburden movement law and the "roof-support" system instability provides the basis for the stability control of the supporting equipment and lays a foundation for the subsequent mining face. Based on the field measurement, physical similarity simulation, numerical calculation and theoretical analysis, this paper systematically studies the collapse morphology, stress distribution, displacement variation and support stability control of 1123 working face. The results show that in fully mechanized caving mining of large inclined coal seam, the pressure of coal face is relaxed, the intensity of pressure coming from the middle part of the face is greater than that of the upper and lower part; The periodic pressure step distance is smaller, the middle part is smaller than the upper part, and the lower part, and the roof motion shows the characteristics of unsynchronism of time and unbalance of stress. Along the working face, the basic roof collapse and break through the fixed beam structure, arch structure and cantilever beam structure in turn. Along the upper part of the face inclined roof slate beam (0.53l), the breakage occurs first, which leads to the upward displacement of the roof collapse form, and the roof finally forms an arch structure under the action of the caving gangue and its structure, in which the upper part of the working face is arched. The lower part is the collapse form of beam structure. The stress distribution of surrounding rock is symmetrical arched along the working face, and tends to be asymmetrical arch. The maximum displacement of roof deformation occurs in the middle and upper part of the working face. The obvious movement area of the overlying strata is concentrated in the middle and upper part of the working face, which leads to the variable load and instability of the support in this area. In view of the condition of large dip angle of soft roof and bottom plate in Changshanzi coal mine, through field measurement and laboratory research results, the law of overburden movement and working characteristics of support in 1123 working face are grasped, and the design of support is put forward. The production technology and practical operation are the basic guarantee for the support self-stability. The support is divided into regions, monitored in different periods, and controlled from a single factor that causes the instability of the support. The dynamic stability of the brace-surrounding rock is basically realized. It ensures the safe and normal production of the working face.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD325

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本文編號：2332426