近年來我國中部地區(qū)部分礦井厚松散層薄基巖條件下煤層開采時,綜采工作面曾發(fā)生多起支架壓架,造成頂板潰水、潰砂事故,嚴(yán)重影響到工作面的安全生產(chǎn)。論文以趙固一礦綜采工作面為工程背景,采用數(shù)值計算、理論分析和現(xiàn)場觀測的研究方法,對綜采工作面回采過程中上覆薄基巖變形、移動和垮落規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究,得出頂板來壓時工作面支架壓架的主要原因。趙固一礦井田上覆第四系巨厚松散層,平均厚度480.0m;松散層以粘土、砂質(zhì)粘土為主,中間夾有多層砂礫含水層。主采的二₁煤層屬于近水平厚煤層,但煤層上覆基巖較薄,平均厚度44.8m。依據(jù)我國緩傾斜采煤工作面圍巖分類標(biāo)準(zhǔn)可知,趙固一礦綜采工作面圍巖屬于難控圍巖類型,工作面應(yīng)選用支撐掩護(hù)式支架。通過數(shù)值計算分析得出二₁煤層頂分層開采和一次采全高時,上覆薄基巖變形移動和前方支承壓力分布規(guī)律,得到了煤層開采后薄基巖內(nèi)“兩帶”發(fā)育規(guī)律:隨著采高的增加,“兩帶”發(fā)育高度增加,而垮采比和裂采比有所減小,采高對工作面來壓步距影響較小;當(dāng)工作面初次來壓以后,前方支承壓力處于穩(wěn)定狀態(tài),主要表現(xiàn)為移動支承壓力的最大應(yīng)力集中系數(shù)和塑性區(qū)范圍基本保... 

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 薄基巖工作面定義及開采現(xiàn)狀
        1.2.2 薄基巖工作面開采覆巖破壞研究
        1.2.3 薄基巖工作面開采礦壓顯現(xiàn)研究
        1.2.4 存在問題
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技術(shù)路線
2 礦井概況及采場圍巖穩(wěn)定性分類
    2.1 礦井概況
    2.2 厚松散層薄基巖特征
        2.2.1 厚松散層特征
        2.2.2 基巖層特征
    2.3 12051綜采工作面概況
    2.4 綜采工作面圍巖力學(xué)參數(shù)
        2.4.1 圍巖力學(xué)參數(shù)現(xiàn)場測定結(jié)果
        2.4.2 圍巖力學(xué)參數(shù)實驗室測定
    2.5 綜采工作面圍巖穩(wěn)定性分類
        2.5.1 圍巖分類參數(shù)計算
        2.5.2 圍巖可控程度
    2.6 本章小結(jié)
3 厚松散層薄基巖下厚煤層開采基巖變形移動規(guī)律
    3.1 研究目的和方法
    3.2 數(shù)值計算模型的建立
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 模型的邊界條件
        3.2.3 煤巖層物理力學(xué)參數(shù)
    3.3 頂分層工作面基巖變形移動規(guī)律
        3.3.1 基巖移動破壞規(guī)律
        3.3.2 工作面前方移動支承壓力變化規(guī)律
        3.3.3 基巖應(yīng)力場分布規(guī)律
        3.3.4 基巖下沉規(guī)律
    3.4 一次采全高工作面基巖變形移動規(guī)律
        3.4.1 基巖移動破壞規(guī)律
        3.4.2 工作面前方移動支承壓力變化規(guī)律
        3.4.3 基巖下沉規(guī)律
    3.5 不同開采方式下基巖變形移動規(guī)律的比較
        3.5.1 基巖破斷規(guī)律
        3.5.2 移動支承壓力分布規(guī)律
        3.5.3 基巖下沉量
    3.6 本章小結(jié)
4 厚松散層薄基巖綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律
    4.1 礦壓觀測工作面概述
    4.2 觀測方案
        4.2.1 觀測內(nèi)容
        4.2.2 觀測站布置及觀測方法
    4.3 礦壓觀測結(jié)果
        4.3.1 采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律
        4.3.2 工作面支架適應(yīng)性分析
        4.3.3 回采巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律
    4.4 本章小結(jié)
5 薄基巖采場支架圍巖相互作用關(guān)系
    5.1 薄基巖采場頂板結(jié)構(gòu)分析
    5.2 基巖厚度對基巖破斷特征的影響
    5.3 薄基巖采場支架工作阻力
        5.3.1 理論計算
        5.3.2 力學(xué)模型計算
        5.3.3 現(xiàn)場實測
    5.4 薄基巖工作面壓架突水原因分析
    5.5 薄基巖工作面“兩帶”高度
        5.5.1 理論計算
        5.5.2 現(xiàn)場實測
    5.6 本章小結(jié)
6 主要結(jié)論及展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大采高工作面支架阻力確定及頂板運移規(guī)律的采厚效應(yīng)分析[J]. 劉洋,吳桂義,孔德中,李文飛,鄭功勛.  煤礦安全. 2018(02)
[2]近淺埋煤層大采高工作面雙關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)分析[J]. 黃慶享,周金龍,馬龍濤,唐朋飛.  煤炭學(xué)報. 2017(10)
[3]淺埋煤層大采高工作面頂板結(jié)構(gòu)分析[J]. 黃慶享,唐朋飛.  采礦與安全工程學(xué)報. 2017(02)
[4]淺埋煤層大采高工作面礦壓規(guī)律及頂板結(jié)構(gòu)研究[J]. 黃慶享,周金龍.  煤炭學(xué)報. 2016(S2)
[5]淺埋特大采高工作面礦壓規(guī)律及支護(hù)阻力確定[J]. 黃慶享,董博,陳蘇社.  采礦與安全工程學(xué)報. 2016(05)
[6]“十三五”礦業(yè)工程發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 何滿潮,朱國龍.  煤炭工程. 2016(01)
[7]大采高工作面等效直接頂與頂板結(jié)構(gòu)研究[J]. 黃慶享,馬龍濤,董博,沈濱和.  西安科技大學(xué)學(xué)報. 2015(05)
[8]薄基巖厚沖積層傾斜采場覆巖破斷及裂隙帶發(fā)育高度研究[J]. 孫赑,寧建國,王俊,田成林,張為民.  山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(06)
[9]覆巖結(jié)構(gòu)對松散承壓含水層下采煤壓架突水的影響研究[J]. 王曉振,許家林,朱衛(wèi)兵,郝浩.  采礦與安全工程學(xué)報. 2014(06)
[10]松散承壓含水層特征對其載荷傳遞特性的影響研究[J]. 王曉振,許家林,朱衛(wèi)兵,王歡.  采礦與安全工程學(xué)報. 2014(04)

博士論文
[1]薄基巖綜放采場覆巖結(jié)構(gòu)運動與控制研究[D]. 黃漢富.中國礦業(yè)大學(xué) 2012
[2]薄基巖突水威脅煤層圍巖破壞機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 李振華.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2010
[3]薄基巖采動破斷及其誘發(fā)水砂混合流運移特性研究[D]. 楊偉峰.中國礦業(yè)大學(xué) 2009
[4]神東礦區(qū)淺埋煤層關(guān)鍵層理論及其應(yīng)用研究[D]. 伊茂森.中國礦業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]趙固一礦地應(yīng)力影響巷道圍巖穩(wěn)定性的力學(xué)機(jī)制及控制技術(shù)研究[D]. 楊子泉.河南理工大學(xué) 2012
[2]大柳塔煤礦薄基巖綜采區(qū)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究及支架管理優(yōu)化[D]. 侯守軍.山東科技大學(xué) 2011



本文編號：3731774