【摘要】：大采高綜采是目前厚煤層的主要開采方法,隨著采高的增加,煤壁片幫問(wèn)題日益突出,成為制約煤礦安全高效開采的難題之一。因此,研究大采高綜采工作面煤壁片幫具有很大的理論意義和實(shí)際價(jià)值。論文以小保當(dāng)煤礦大采高綜采工作面為工程背景,通過(guò)理論分析、物理相似模擬、數(shù)值模擬的方法研究了煤壁片幫的形式和力學(xué)機(jī)理,分析了煤壁片幫的原因并提出大采高綜采工作面煤壁片幫控制的技術(shù)措施。結(jié)合小保當(dāng)煤礦開采條件,理論分析得出煤體強(qiáng)度較小是2-2煤工作面煤壁片幫的主要內(nèi)部因素。通過(guò)物理相似模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)7.5m、5m大采高綜采工作面支架工作阻力和超前支承壓力進(jìn)行分析,結(jié)果表明:工作面支架初撐力和工作阻力均不能滿足實(shí)際需要,致使煤壁受到頂板的壓力較大,片幫嚴(yán)重;工作面來(lái)壓時(shí)支承壓力峰值大,峰值點(diǎn)距離煤壁遠(yuǎn),煤壁前方70m、50m范圍內(nèi)支承壓力增幅劇烈,煤體松軟范圍大,片幫傾向增大;以上兩點(diǎn)是小保當(dāng)煤礦工作面煤壁發(fā)生片幫的主要外部因素。為提高工作面煤壁穩(wěn)定性,在7.5m、5m采高的實(shí)際開采中增加支架初撐力至13000kN、9900kN,工作阻力至20000kN、13600kN,并超前支護(hù)巷道工作面前方圍巖。通過(guò)數(shù)值模擬分別對(duì)采高、支架支護(hù)強(qiáng)度和護(hù)幫板支護(hù)強(qiáng)度三種影響工作面煤壁片幫的可控性因素進(jìn)行模擬。由采場(chǎng)塑性區(qū)圖得到了煤壁前方煤體破壞范圍、煤壁最大水平位移量的大小、煤體超前支承壓力峰值位置距煤壁水平距離,得出結(jié)果與物理相似模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。據(jù)此,優(yōu)化了小保當(dāng)煤礦開采的綜采工藝參數(shù)。結(jié)合全文研究,提出了小保當(dāng)煤礦開采過(guò)程中控制片幫的綜合措施:提高煤體強(qiáng)度及支架初撐力和工作阻力、強(qiáng)制放頂、采用及時(shí)支護(hù)方式、淺截深割煤和加強(qiáng)對(duì)工作面的生產(chǎn)技術(shù)管理。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD355

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2535933