在我國西北地區(qū),有大量的淺埋煤層,其典型的賦存特征是埋藏淺、基巖薄、上覆厚松散沙層。長壁開采實踐表明,頂板關鍵層破斷后不易形成自身穩(wěn)定結構,且其破斷后的運動直接波及地表。淺埋煤層采場礦壓顯現劇烈,對礦井的安全開采帶來了嚴重的挑戰(zhàn)。因此,對淺埋煤層頂板關鍵層災害機理的研究具有重要的意義。根據緩傾斜淺埋煤層頂板關鍵層的賦存特點和長壁開采頂板關鍵層的斷裂下沉特征,應用初始后屈曲理論和突變理論探討了初次來壓時頂板關鍵層的后屈曲性態(tài)和非穩(wěn)定性態(tài),確定了緩傾斜頂板關鍵層的臨界載荷,得到了緩傾斜頂板關鍵層的破斷步距和斷裂下沉的計算公式,求出了頂板破斷后的斷裂下沉量和回轉角,建立了緩傾斜煤層頂板關鍵層臺階下沉和回轉失穩(wěn)的判據,確定了有無支護時頂板的臺階下沉量�；诘乇硐鲁令A測研究的邊值提法,對緩傾斜煤層開采時由于頂板關鍵層破斷引起的地表沉陷規(guī)律進行了探討,給出了緩斜煤層采空區(qū)上覆巖土層任一點的位移和地表下沉的計算公式,確定了地表沉陷的范圍。論文最后以神東礦區(qū)大柳塔C202和1203工作面為工程實例,進行了工程驗證分析。研究結果表明,應用初始后屈曲理論可以揭示緩傾斜淺埋煤層頂板關鍵層分岔點平衡構形和屈曲后平衡路徑的穩(wěn)定性;煤層賦存條件、巖層傾角、巖體材料及結構截面的幾何尺寸都會影響分岔點平衡路徑的穩(wěn)定性;頂板從破斷至斷裂下沉其平衡路徑不穩(wěn)定;頂板破斷后巖塊處于非平衡狀態(tài),巖塊的臺階下沉與回轉失穩(wěn)必居其一;臺階下沉是由單一巖塊逆向回轉引起的,臺階下沉與斷裂下沉之間存在著確定的關系;回轉失穩(wěn)是由兩巖塊相向回轉形成的,結構呈瞬變體系是回轉失穩(wěn)的充分條件;地表沉陷的變形特征及地表的最大下沉量,不僅與煤層上方巖層及表土層的厚度、巖性、傾角等賦存條件有關,還與破斷后巖塊的移動曲線有關,并且后者影響的程度更大。綜合應用初始后屈曲理論和突變理論,可根據頂板結構的結構特征、巖體材料以及上覆厚松散沙層等賦存狀況,確定長壁工作面初次來壓期間緩傾斜頂板關鍵層可能出現的災害形式。
【學位單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD327.2
【部分圖文】：

圖 2.1 淺埋煤層覆巖關鍵層結構分類厚單一關鍵層結構.2(a)為厚硬單一關鍵層結構的示意圖，從圖中可知該關鍵層結構只有且和煤層之間僅隔一層薄質巖層，與其它關鍵層相比厚度和強度都單一關鍵層結構厚度很大，當其破斷時會出現劇烈的礦壓顯現，不僅

9圖 2.2 淺埋煤層覆巖關鍵層結構硬厚單一關鍵層結構在 4 類頂板關鍵層結構中并不常見，國內在山西大同礦區(qū)的淺埋煤層中有此種關鍵層結構，國外在印度的一些淺埋煤層中也有存在。圖 2.3 為山西大同礦區(qū)馬脊梁礦區(qū) 38354 工作面煤層覆巖關鍵層位置的判別結果，根據圖 2.3 可知，2#

9圖 2.2 淺埋煤層覆巖關鍵層結構硬厚單一關鍵層結構在 4 類頂板關鍵層結構中并不常見，國內在山西大同礦區(qū)的淺埋煤層中有此種關鍵層結構，國外在印度的一些淺埋煤層中也有存在。圖 2.3 為山西大同礦區(qū)馬脊梁礦區(qū) 38354 工作面煤層覆巖關鍵層位置的判別結果，根據圖 2.3 可知，2#
【參考文獻】

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本文編號：2851082