涼水井煤礦淺埋煤層綜采工作面頂板運動及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究
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【摘要】:本文以涼水井煤礦4-2煤層421采區(qū)42111工作面為背景,對淺埋煤層綜采工作面頂板運動規(guī)律及來壓特征做了分析研究,采用了實驗室內(nèi)試驗、理論分析、數(shù)值計算以及現(xiàn)場實測等方法,從淺埋煤層頂板破斷結(jié)構(gòu)著手,探討了淺埋煤層頂板關(guān)鍵層的破斷機理,揭示了不同基本頂厚度情況下的頂板運動規(guī)律以及對來壓顯現(xiàn)的影響。論文取得以下主要成果:(1)通過理論分析,得出頂板在初次來壓過程中巖塊運動規(guī)律,對非對稱三鉸拱結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,確定了頂板在運動過程中,基本頂巖塊塊度i值越小,同時回轉(zhuǎn)角θ1增大,頂板產(chǎn)生回轉(zhuǎn)失穩(wěn)的有利條件則增加,在基本頂運動的初期階段容易出現(xiàn)基本頂?shù)幕涫Х(wěn)。(2)通過數(shù)值計算,分析了不同基本頂厚度情況下的頂板運移規(guī)律及應(yīng)力傳遞特征,得出工作面開采后,基本頂垂直應(yīng)力分布規(guī)律在采空區(qū)上方呈現(xiàn)一個“倒V形”的分布,隨著采空區(qū)的擴大,“倒V形”的底端開始出現(xiàn)平穩(wěn)泄壓區(qū),此時基本頂垂直應(yīng)力呈現(xiàn)成“倒馬鞍形”;d比小于0.5時,頂板易出現(xiàn)切落,隨著基載比增加,頂板運移特征跟普通煤層基本保持了一致。(3)通過對初采初放進行對比模擬得出,基本頂?shù)氖欠衲苄纬苫剞D(zhuǎn)下沉決定了初次來壓的劇烈程度。初次來壓過程與不放頂相比,礦壓顯現(xiàn)時間要早,過程稍長,頂板運移形態(tài)相對緩和,初采頂板為回轉(zhuǎn)下沉;卷斊茢噙\動作用載荷是工作面液壓支架的來壓壓力力源。(4)根據(jù)對實測礦壓數(shù)據(jù)的分析以及現(xiàn)場礦壓現(xiàn)象總結(jié),概括淺埋煤層綜采面典型的來壓特征為:超前支承應(yīng)力影響小、來壓時阻力急劇上升、周期來壓步距短、動載系數(shù)大、地表產(chǎn)生臺階下沉,基本頂切落式破斷,這是淺埋煤層典型的宏觀礦壓顯現(xiàn)特征之一。
【關(guān)鍵詞】:淺埋煤層 基本頂厚度 頂板運動規(guī)律 礦壓顯現(xiàn) 礦壓實測
【學(xué)位授予單位】:中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TD823.97;TD327.2
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-17
- 變量注釋表17-18
- 1 緒論18-28
- 1.1 研究背景及意義18-21
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-26
- 1.3 主要研究內(nèi)容及方法26-28
- 2 頂板結(jié)構(gòu)破斷力學(xué)模型分析28-46
- 2.1 工程地質(zhì)概況28-30
- 2.2 煤巖體物理力學(xué)性質(zhì)測試30-34
- 2.3 頂板關(guān)鍵層的確定34-36
- 2.4 頂板破斷規(guī)律分析36-44
- 2.5 本章小結(jié)44-46
- 3 淺埋煤層綜采工作面頂板運動規(guī)律研究46-62
- 3.1 概述46
- 3.2 模型的構(gòu)建46-47
- 3.3 不同基本頂厚度頂板運動規(guī)律分析47-57
- 3.4 基本頂厚度對覆巖運動及礦壓顯現(xiàn)的影響分析57-60
- 3.5 本章小結(jié)60-62
- 4 頂板運動特征對礦壓顯現(xiàn)的影響分析62-72
- 4.1 頂板運動對初次來壓的影響分析62-67
- 4.2 頂板運動對厚松散層載荷傳遞的影響分析67-71
- 4.3 本章小結(jié)71-72
- 5 礦壓現(xiàn)場實測分析72-86
- 5.1 工作面超前支承應(yīng)力監(jiān)測72-74
- 5.2 42110工作面末采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律74-80
- 5.3 42111工作面初采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律80-85
- 5.4 本章小結(jié)85-86
- 6 結(jié)論86-88
- 參考文獻88-93
- 作者簡歷93-95
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集95
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,本文編號:820925
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