本文關(guān)鍵詞：多年凍土層下大傾角煤層綜放開采礦壓規(guī)律研究

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【摘要】：江倉娘母特礦區(qū)地表覆蓋厚度約40m左右的多年凍土層。由于多年凍土層的物理力學(xué)特性特殊,使得多年凍土層下煤層在開采過程中的礦壓規(guī)律與一般開采環(huán)境下的礦壓規(guī)律存在明顯不同,特別是多年凍土層的突然性破斷可能會(huì)在工作面引起劇烈的礦壓顯現(xiàn)而嚴(yán)重影響礦井安全生產(chǎn)。因此,研究多年凍土層下大傾角煤層開采的礦壓規(guī)律具有重要意義。本文以江倉娘母特煤礦二采區(qū)為具體研究對(duì)象,采用理論分析、物理相似模擬與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)多年凍土層下大傾角煤層開采的礦壓規(guī)律和上覆凍土層的破斷規(guī)律進(jìn)行研究。通過理論分析和物理相似模擬實(shí)驗(yàn),研究了大傾角煤層開采的覆巖垮落特征和上覆多年凍土層的變形規(guī)律,分析了多年凍土層破斷時(shí)對(duì)下方覆巖沖擊的能量大小,利用數(shù)值模擬方法對(duì)工作面覆巖的應(yīng)力分布特征和上覆多年凍土層的變形破斷特征進(jìn)行分析。研究表明大傾角煤層開采后覆巖破壞具有比較明顯的分帶性和不對(duì)稱性,多年凍土層隨著煤層開采會(huì)產(chǎn)生變形并與下方的覆巖產(chǎn)生離層,最大離層量1.7m;當(dāng)開采范圍達(dá)到一定程度后多年凍土層會(huì)發(fā)生破斷并且整體下沉,多年凍土層的最大水平位移量為0.23m,豎直位移為4.82m;通過計(jì)算得到多年凍土層的初次破斷步距和周期破斷步距分別為335m和98m。研究結(jié)果對(duì)多年凍土層下煤層安全高效開采具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：多年凍土層 大傾角煤層 綜放開采 礦壓規(guī)律
【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)】：TD323
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 選題背景及意義7
• 1.2 凍土層的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-9
• 1.3 大傾角煤層長壁開采圍巖應(yīng)力及巖層運(yùn)移規(guī)律相關(guān)研究9-13
• 1.3.1 國內(nèi)大傾角長壁開采和圍巖控制研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.2 國外大傾角煤層開采和圍巖控制研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本課題采取研究內(nèi)容、方法、路線13-15
• 1.4.1 研究內(nèi)容13
• 1.4.2 技術(shù)路線13-15
• 2 江倉礦區(qū)多年凍土層的物理力學(xué)特性及主要參數(shù)確定15-24
• 2.1 娘母特煤礦概況及地質(zhì)特征15-18
• 2.1.1 礦井概況15-16
• 2.1.2 首采區(qū)工作面布置16-18
• 2.2 凍土的物理性質(zhì)特點(diǎn)18
• 2.3 凍土的物理力學(xué)性質(zhì)18-20
• 2.4 凍土的流變特性20-22
• 2.5 江倉礦區(qū)第四系多年凍土層的力學(xué)參數(shù)22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 3 多年凍土層下大傾角厚煤層開采物理相似模擬實(shí)驗(yàn)24-35
• 3.1 模型設(shè)計(jì)24-27
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原型地質(zhì)條件24-26
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)確定及框架選擇26
• 3.1.3 相似材料及配比26-27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)凍土試樣的配比及物理力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)27-30
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析30-33
• 3.3.1 第一區(qū)段工作面開挖30-31
• 3.3.2 第二區(qū)段工作面開挖31-32
• 3.3.3 第三區(qū)段工作面開挖32-33
• 3.4 多年凍土層變形觀測(cè)33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4 多年凍土層變形破壞特征分析35-48
• 4.1 多年凍土層下大傾角煤層開采基本概況35-36
• 4.2 大傾角工作面上覆凍土層破斷力學(xué)分析36-39
• 4.3 多年凍土層破斷對(duì)工作面的沖擊影響39-42
• 4.4 UDEC數(shù)值模擬計(jì)算42-43
• 4.4.1 數(shù)值模型及參數(shù)42-43
• 4.4.2 模擬方案43
• 4.5 計(jì)算結(jié)果分析43-47
• 4.5.1 多年凍土層破斷特征43-46
• 4.5.2 多年凍土層位移量46-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 5 多年凍土層下大傾角煤層開采礦壓規(guī)律分析48-62
• 5.1 大傾角工作面覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律48-51
• 5.1.1 覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律48-49
• 5.1.2 覆巖結(jié)構(gòu)特征49-50
• 5.1.3 大傾角煤層開采工作面礦壓顯現(xiàn)特征50-51
• 5.2 FLAC~(3D)計(jì)算模型及參數(shù)51-52
• 5.2.1 數(shù)值模型的建立51-52
• 5.2.2 力學(xué)參數(shù)的選取52
• 5.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析52-60
• 5.3.1 工作面覆巖豎直應(yīng)力分布特征52-54
• 5.3.2 工作面覆巖水平應(yīng)力分布特征54-56
• 5.3.3 工作面覆巖豎直位移分布56-58
• 5.3.4 工作面覆巖水平位移分布58-60
• 5.4 多年凍土層下大傾角煤層工作面礦壓規(guī)律60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 索永錄;樊慶強(qiáng);;多年凍土層覆蓋礦井開采上限實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭技術(shù);2014年05期

2 周月明;王勇濤;郜普濤;;斜井井筒穿越高原凍土層支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[J];煤炭工程;2011年10期

3 張海明;;大傾角煤層整體頂梁工作面礦壓觀測(cè)分析研究[J];煤炭技術(shù);2011年08期

4 何維維;盛煜;周飛;張波;;多年凍土區(qū)礦山開采研究現(xiàn)狀及展望[J];冰川凍土;2011年02期

5 徐學(xué)鋒;竇林名;曹安業(yè);江衡;張明偉;陸振裕;;覆巖結(jié)構(gòu)對(duì)沖擊礦壓的影響及其微震監(jiān)測(cè)[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2011年01期

6 任世廣;解盤石;伍永平;黃國春;，

本文編號(hào)：691809