【摘要】：神府郭家灣煤礦整合前由多個(gè)民營企業(yè)開采,由于早期采煤方式的落后,礦區(qū)內(nèi)遺留下了大量淺埋房柱式采空區(qū),這些采空區(qū)的存在嚴(yán)重影響著礦區(qū)的健康發(fā)展。為了徹底解決采空區(qū)隱患積極響應(yīng)國家和當(dāng)?shù)卣沫h(huán)境政策、有效利用殘留煤炭資源,礦方商榷后決定利用采空區(qū)露天剝離技術(shù)治理。隨著露天剝離作業(yè)的進(jìn)行以及機(jī)械設(shè)備的不斷碾壓,采空區(qū)頂板巖體經(jīng)常由于強(qiáng)度不足而產(chǎn)生不同程度的變形和破壞,當(dāng)這些變形破壞延伸到一定范圍時(shí)便極有可能引發(fā)上覆巖層冒落、塌陷,這對露天作業(yè)人員與設(shè)備的安全而言是極大的威脅,因此,時(shí)常需要定量地確定頂板安全厚度,這對采空區(qū)露天剝離治理技術(shù)有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。收集郭家灣煤礦詳細(xì)地質(zhì)資料,通過資料分析和踏勘咨詢了解區(qū)內(nèi)房柱式采空區(qū)的跨度、深度等空間特征;分析房柱式采空區(qū)頂板穩(wěn)定性,運(yùn)用不同理論分析方法對比研究頂板安全厚度;利用FLAC3D軟件建立合理數(shù)學(xué)地質(zhì)模型進(jìn)行采空區(qū)頂板安全厚度模擬研究,最終得出郭家灣煤礦淺埋房柱式露天剝離頂板合理的安全厚度,全文主要研究成果如下:(1)總結(jié)了房柱式采空區(qū)頂板穩(wěn)定性影響因素,將其分為四大類,地質(zhì)因素、開采因素、外界因素、時(shí)間因素。(2)闡述了采空區(qū)頂板主要破壞模式并以此為基礎(chǔ)對頂板破壞機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)分析,分析結(jié)果表明近水平、緩傾角采空區(qū)頂板破壞主要為張拉破壞,急傾角采空區(qū)頂板破壞主要為剪切破壞。(3)運(yùn)用三種理論分析方法對比研究了露天剝離過程中采空區(qū)頂板穩(wěn)定性,并得出了頂板安全厚度推薦值,空區(qū)跨度6m其頂板安全厚度9.2m,跨度7m厚度10.2m;跨度8m厚度為11.2m;跨度9m厚度為12.2m;跨度10m厚度為13.2n。(4)基于FLAC3D軟件,以拉應(yīng)力作為頂板破壞標(biāo)準(zhǔn),建立空區(qū)模型進(jìn)行剝離模擬研究,結(jié)果表明6m跨度空區(qū)的頂板安全厚度為6m;7m跨度空區(qū)的頂板安全厚度為8m;8m跨度空區(qū)的頂板安全厚度為10.5m;9m跨度空區(qū)的頂板安全厚度為12.5m;10m跨度空區(qū)的頂板安全厚度為15m。上述的研究不僅對郭家灣煤礦采空區(qū)隱患綜合治理和礦山安全生產(chǎn)有重要的應(yīng)用價(jià)值,還會對相似礦山的房柱式采空區(qū)露天剝離治理提供了非常重要的理論依據(jù)和借鑒價(jià)值。
【圖文】：

技術(shù)路線

2 郭家灣煤礦開采技術(shù)條件2 郭家灣煤礦開采技術(shù)條件2.1 自然地理?xiàng)l件2.1.1 交通位置神府郭家灣煤礦位于陜西省府谷縣境內(nèi)，西距府谷縣縣城約 85km，礦區(qū)地處陜西省陜北侏羅紀(jì)煤田神府礦區(qū)新民普查區(qū)與石窯店井田北部，2007 年由原華能神府礦區(qū)內(nèi)郭家灣煤礦與其他民營煤礦整合擴(kuò)大而成。該煤礦隸屬于陜西省府谷縣大昌汗鄉(xiāng)管轄，煤礦具體坐標(biāo)為東經(jīng) 110°24′05″～110°28′12″，北緯 39°12′28″～39°16′16″（1980 西安坐標(biāo)系）。與其他煤礦的具體位置關(guān)系可見圖 2.1。
【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】：2018
【分類號】：TD824.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2602129