【摘要】：針對神東礦區(qū)厚煤層大空間、高強度開采,且上方賦存厚砂巖頂板的條件,以大柳塔礦52307工作面為研究背景,分別運用現(xiàn)場實測、數(shù)值模擬、理論分析等方法,對厚砂巖頂板條件下厚煤層開采采場的礦壓規(guī)律、覆巖移動規(guī)律、頂板結(jié)構(gòu)和破斷特征及其控制方法進行研究。通過對大柳塔礦52307大采高工作面三個不同開采階段的現(xiàn)場支架工作阻力和覆巖沉降實測分析,研究了厚砂巖頂板條件下厚煤層開采過程中的礦壓規(guī)律、支架工作阻力變化規(guī)律以及上覆巖層沉降特征。結(jié)果表明:工作面不同位置的礦壓顯現(xiàn)不同,位于工作面中部周期來壓規(guī)律性明顯,來壓強度最大,存在明顯的周期來壓步距,均值為18.7m,周期來壓持續(xù)步距為3.3m;工作面上部由于緊挨實體煤一側(cè),來壓規(guī)律不明顯。厚砂巖頂板的結(jié)構(gòu)與破斷特征對采場礦壓影響劇烈,來壓時支架工作阻力快速增大到額定工作阻力或者超出,動載系數(shù)達到1.5。同時根據(jù)支架工作阻力變化情況將其分為快速增長型、緩慢增長型、穩(wěn)定型和降低型4類。CDEM數(shù)值模擬結(jié)果表明:厚砂巖頂板部分落入垮落帶成為等效直接頂,砂巖上分層的周期性破斷作用于下分層懸臂梁結(jié)構(gòu)上,導(dǎo)致支架工作阻力快速增大,工作面來壓。工作面長度越長,覆巖運動受采動的影響也越敏感,直接頂和基本頂?shù)钠茢嗖骄嘞鄳?yīng)變短,覆巖垂向位移向上發(fā)育的速度也越快。依據(jù)關(guān)鍵層理論、支架工作阻力變化規(guī)律和頂板破斷特征,分析了等效直接頂?shù)暮穸?建立了該賦存條件下大采高工作面頂板控制力學(xué)模型,給出了厚砂巖頂板結(jié)構(gòu)的判別標(biāo)準(zhǔn)和支架工作阻力計算方法。
【圖文】：

(a)支架爆缸 (b)地表臺階下沉圖 1-1 劇烈的采動影響Fig.1-1 Severe influence of mining目前，，多內(nèi)外眾多學(xué)者在淺埋薄基巖大采高采場理論方面做了大量研究，對于近煤層巨厚砂巖頂板條件下礦壓理論的研究則很少。論文以大柳塔煤礦 523工作面為工程背景，對近煤層巨厚砂巖頂板條件下大采高工作面礦壓進行研究研究主要目的包括：52307 工作面不同開采階段的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、支架工作阻力析、巨厚砂巖分層特征和破斷規(guī)律及其失穩(wěn)特征、來壓強度和支架的關(guān)系。研主要采用的方法有：現(xiàn)場礦壓與覆巖沉降觀測、全地層巖石的力學(xué)實驗、CDE數(shù)值模擬、理論分析等。通過本文的研究，能夠為近煤層厚砂巖頂板條件下大高工作面的礦壓規(guī)律研究、頂板結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性分析提供指導(dǎo)，從而能夠合理的行支架選型，保證礦山的安全高效生產(chǎn)。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD325;TD327.2

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃慶享;馬龍濤;董博;沈濱和;;大采高工作面等效直接頂與頂板結(jié)構(gòu)研究[J];西安科技大學(xué)學(xué)報;2015年05期

2 馮春;李世海;劉曉宇;;一種有限元轉(zhuǎn)化為顆粒離散元的方法及其應(yīng)用研究[J];巖土力學(xué);2015年04期

3 李化敏;蔣東杰;李東印;;特厚煤層大采高綜放工作面礦壓及頂板破斷特征[J];煤炭學(xué)報;2014年10期

4 屠洪盛;屠世浩;陳芳;王沉;馮宇峰;;基于薄板理論的急傾斜工作面頂板初次變形破斷特征研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2014年01期

5 王志強;李鵬飛;王磊;高運;郭曉菲;陳超凡;;再論采場“三帶”的劃分方法及工程應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報;2013年S2期

6 鞠金峰;許家林;王慶雄;;大采高采場關(guān)鍵層“懸臂梁”結(jié)構(gòu)運動型式及對礦壓的影響[J];煤炭學(xué)報;2011年12期

7 閆少宏;尹希文;許紅杰;徐剛;劉全明;于雷;;大采高綜采頂板短懸臂梁-鉸接巖梁結(jié)構(gòu)與支架工作阻力的確定[J];煤炭學(xué)報;2011年11期

8 許家林;鞠金峰;;特大采高綜采面關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)形態(tài)及其對礦壓顯現(xiàn)的影響[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2011年08期

9 文志杰;湯建泉;王洪彪;;大采高采場力學(xué)模型及支架工作狀態(tài)研究[J];煤炭學(xué)報;2011年S1期

10 郭曉亮;張干;;采場礦山壓力理論發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];陜西煤炭;2011年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 沈濱和;淺埋煤層大采高工作面頂板結(jié)構(gòu)及支護阻力分析[D];西安科技大學(xué);2016年

2 黃遠;雙煤層重復(fù)采動下覆巖變形破壞特征及導(dǎo)高發(fā)育研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

3 郭浩森;特厚煤層綜放采場礦壓顯現(xiàn)特征及覆巖移動規(guī)律研究[D];河南理工大學(xué);2012年

4 胡國偉;大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)特征及控制研究[D];太原理工大學(xué);2006年

本文編號：2633839