本文關(guān)鍵詞：大傾角煤層綜放開采冒落矸石充填特征及其對(duì)礦壓顯現(xiàn)影響規(guī)律研究

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【摘要】：大傾角煤層是指埋藏傾角為35°~55°的煤層。當(dāng)煤層傾角大于35°時(shí),破斷的頂板覆巖會(huì)沿著工作面底板向下滑滾并充填采空區(qū)下部區(qū)域,形成一條非對(duì)稱充填帶,該充填帶改變了工作面頂板的約束條件,造成了礦山壓力顯現(xiàn)的非均勻和非對(duì)稱性。研究大傾角煤層綜放開采冒落矸石的充填特征及其對(duì)礦壓顯現(xiàn)影響規(guī)律,對(duì)于發(fā)展與完善大傾角煤層開采理論與技術(shù)具有重要意義。本文以長(zhǎng)山子煤礦1125、1123大傾角煤層工作面為研究對(duì)象,通過(guò)物理相似模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值分析、理論分析以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法展開了研究,主要結(jié)論如下:(1)大傾角煤層開采后冒落矸石會(huì)向工作面下部采空區(qū)滾滑并充填,形成矸石密實(shí)充填區(qū)、充分充填區(qū)、少量或無(wú)充填區(qū)的非對(duì)稱充填帶。采空區(qū)密實(shí)充填區(qū)矸石密實(shí)充填具有一定強(qiáng)度。中部工作面采空區(qū)充滿,充填松散,充填塊度較大,充填強(qiáng)度低。上部工作面采空區(qū)少量充填,具有明顯的分區(qū)特征。(2)在充填作用下,圍巖破壞區(qū)、覆巖垮落拱、應(yīng)力釋放拱向采空區(qū)未充填區(qū)偏移,圍巖塑性區(qū)范圍隨著充填比例的提高而減小。矸石充填區(qū)的礦壓顯現(xiàn)明顯減弱,且充填比例越高,應(yīng)力釋放拱范圍越小,應(yīng)力值也越小,頂板垂直位移也越小。(3)大傾角煤層工作面基本頂巖梁上部呈受拉狀態(tài),下部呈受壓狀態(tài)且充填矸石對(duì)基本頂巖梁有非對(duì)稱的支承作用,造成了應(yīng)力分布的非對(duì)稱性�；卷攷r梁會(huì)在中部偏上位置處斷裂,從而形成非對(duì)稱三鉸拱結(jié)構(gòu)。(4)針對(duì)長(zhǎng)山子煤礦1125、1123工作面條件,監(jiān)測(cè)并分析了支架受力狀態(tài)。結(jié)果表明,1125工作面基本頂在距離工作面下端頭45.7m左右發(fā)生斷裂,斷裂線位于工作面中部偏上位置31#支架區(qū)域。矸石接頂充填長(zhǎng)度(矸石密實(shí)區(qū)和充分充填區(qū)長(zhǎng)度之和)約為52.9m。工作面中部支架載荷最大,上部次之、下部支架載荷最小。工作面中部最先來(lái)壓,其次上部工作面,最后下部工作面,具有明顯的時(shí)序性。工程實(shí)踐與物理相似模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算、力學(xué)分析有較好的一致性。
【關(guān)鍵詞】：大傾角煤層 礦壓規(guī)律 覆巖運(yùn)移 矸石充填
【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】：2016
【分類號(hào)】：TD823.7
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 論文選題背景和意義8-9
• 1.1.1 研究背景8
• 1.1.2 研究意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-18
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)大傾角煤層開采的發(fā)展歷程9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外大傾角煤層開采巖層控制研究11-16
• 1.2.3 國(guó)外大傾角煤層開采方法的發(fā)展研究現(xiàn)狀16
• 1.2.4 煤礦矸石充填開采研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容18
• 1.4 研究方法和技術(shù)路線18-20
• 1.4.1 研究方案18-19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-20
• 2 覆巖運(yùn)移及充填規(guī)律物理相似模擬研究20-41
• 2.1 工程概況20-21
• 2.2 沿工作面傾向覆巖垮落、充填特征21-29
• 2.2.1 建立模型21-22
• 2.2.2 傾向覆巖動(dòng)態(tài)運(yùn)移及充填過(guò)程22-25
• 2.2.3 傾向覆巖位移及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律25
• 2.2.4 沿傾斜方向支架工作阻力分布25-26
• 2.2.5 傾向覆巖運(yùn)移及充填機(jī)理26-28
• 2.2.6 充填體特征總結(jié)28-29
• 2.3 走向?qū)嶒?yàn)過(guò)程及分析29-37
• 2.3.1 沿工作面走向覆巖運(yùn)移規(guī)律29-37
• 2.3.2 走向覆巖運(yùn)移規(guī)律總結(jié)37
• 2.4 采空區(qū)充填體特征及影響因素37-40
• 2.4.1 充填長(zhǎng)度37-39
• 2.4.2 各因素對(duì)接頂充填長(zhǎng)度的影響39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 3 矸石局部充填采場(chǎng)覆巖運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬研究41-54
• 3.1 數(shù)值模擬軟件及方案41-43
• 3.1.1 數(shù)值模擬軟件41
• 3.1.2 數(shù)值模擬方案41-43
• 3.2 不同充填長(zhǎng)度條件下采場(chǎng)覆巖運(yùn)移規(guī)律43-52
• 3.2.1 不同充填條件下采場(chǎng)覆巖塑性區(qū)分布特征43-47
• 3.2.2 不同充填條件下采場(chǎng)覆巖應(yīng)力分布特征47-51
• 3.2.3 不同充填條件下采場(chǎng)覆巖垂直位移51-52
• 3.3 本章小結(jié)52-54
• 4 大傾角煤層采場(chǎng)礦壓模型分析54-59
• 4.1 工作面沿傾向基本頂力學(xué)模型的建立54-58
• 4.1.1 基本頂彎曲變形分析55-58
• 4.2 本章小結(jié)58-59
• 5 長(zhǎng)山子煤礦大傾角煤層開采工程實(shí)例59-66
• 5.1 工程概況59
• 5.2 工作面基本頂斷裂位置計(jì)算59-60
• 5.3 工作面礦山壓力監(jiān)測(cè)60-65
• 5.3.1 礦壓觀測(cè)方案60-61
• 5.3.2 支架受力特征61-63
• 5.3.3 工作面初次來(lái)壓步距與周期來(lái)壓步距63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 6 主要結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 致謝73-74
• 附錄74

【相似文獻(xiàn)】

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