我國(guó)榆神府礦區(qū)賦存著大量的淺埋煤層,埋藏淺、基巖薄、上覆厚松散層是其典型的賦存特征,目前大多數(shù)礦井已進(jìn)入下煤層開采階段。實(shí)踐表明,煤層群開采遺留的煤柱的集中應(yīng)力,嚴(yán)重影響礦井安全高效生產(chǎn)。本文以哈拉溝煤礦12101工作面為工程背景,對(duì)淺埋近距離下煤層開采末采階段過上部集中煤柱的覆巖垮落特征、裂隙演化規(guī)律及底板支承壓力特征進(jìn)行研究。基于12101工作面現(xiàn)場(chǎng)礦壓規(guī)律實(shí)測(cè),并結(jié)合榆神府礦區(qū)6個(gè)工作面過煤柱開采的實(shí)例統(tǒng)計(jì),分析了不同工作面過煤柱時(shí)的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。研究表明,當(dāng)工作面過輔回撤巷道時(shí),上部煤柱整體隨亞關(guān)鍵層破斷下沉,導(dǎo)致工作面出現(xiàn)強(qiáng)來壓。基于物理模擬得出,工作面在進(jìn)煤柱和過煤柱階段,礦壓顯現(xiàn)不明顯;出煤柱階段,亞關(guān)鍵層沿著空巷底板裂縫處發(fā)生破斷,煤柱整體失穩(wěn)破斷下沉,導(dǎo)致出現(xiàn)強(qiáng)礦壓顯現(xiàn)。通過FLAC3D數(shù)值模擬得出,進(jìn)煤柱、過煤柱和出煤柱時(shí)的超前支承壓力峰值分別為12.7MPa、14.5MPa和20.9MPa;工作面過煤柱時(shí)超前支承壓力從上部煤柱轉(zhuǎn)移至下工作面,出空巷時(shí)應(yīng)力峰值達(dá)到最大;塑性區(qū)分析表明,上下煤層基巖中出現(xiàn)貫通型剪切破壞,下煤層工作面頂板呈切落式破斷,出煤柱階段工作面來... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

2101工作面與上覆煤柱巷道布置關(guān)系

西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文18圖3.1模型層位分布表3.1相似模擬材料配比耗材(kg/cm)序號(hào)巖層名稱原型厚度(m)累計(jì)厚度(m)模型厚度(cm)配比號(hào)河沙石膏大白粉粉煤灰1流沙9.74125189288.640.190.772紅土1.610749198.640.0960.863細(xì)砂巖5.06103108378.530.320.754粉砂巖5.293108468.530.430.645中砂巖4.428398558.530.530.536粗砂巖6.2374128378.640.2880.6727細(xì)砂巖4.086288378.530.320.758泥巖1.855449378.640.290.6710粉砂巖10.250208468.530.430.6411泥巖1.33039378.640.290.67121-2上煤1.6327420:20:1:53.390.170.853.3913泥巖1.332339378.640.290.6714細(xì)砂巖3.612088378.530.320.7515泥巖2.11249378.640.290.6716細(xì)砂巖2848378.530.320.75171-2煤1.74420:20:1:53.390.170.853.391-2上煤1-2煤

3過煤柱開采覆巖垮落規(guī)律與動(dòng)壓機(jī)理物理模擬19將稱量配比好的河沙、石膏、大白粉和粉煤灰加水?dāng)嚢韬缶鶆蜓b入模型架，然后夯實(shí)，在每層巖層表面用小刀劃出寬為10cm，深為0.5cm的劃痕用來模擬節(jié)理，并在每層巖層表面均勻鋪灑一層云母用來模擬巖層的層理。在裝填模型前，先將壓力傳感器鋪設(shè)在底板，待模型風(fēng)干后布置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，裝填后的模型如圖3.2所示。圖3.2模型全景3.1.3實(shí)驗(yàn)方法及過程（1）實(shí)驗(yàn)方法首先，測(cè)量地表位移變化值，在模型表面自下而上布置七排測(cè)線（A~G），每排29個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)間隔10cm，第一排測(cè)點(diǎn)距1-2煤上方10cm，第二排測(cè)點(diǎn)距第一排測(cè)點(diǎn)10cm，第三排測(cè)點(diǎn)距1-2上煤下方10cm，第四排測(cè)點(diǎn)距第三排測(cè)點(diǎn)10cm，剩下三排每排間距20cm依次布置；然后通過模擬支架測(cè)量頂板應(yīng)力；最后通過壓力傳感器測(cè)量煤層底板壓力大校（2）實(shí)驗(yàn)過程將模型放置1周左右，等到模型自然風(fēng)干后，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，先開采1-2上煤，再開采1-2煤。開采1-2上煤時(shí)，為了減小邊界效應(yīng)對(duì)開采的影響，在模型右側(cè)留設(shè)20cm的保護(hù)煤柱，每次開采2m，完成30個(gè)開采循環(huán)，工作面共推進(jìn)60m；開采1-2煤時(shí)，為了減小邊界效應(yīng)及上層邊界煤柱的影響，在模型右側(cè)留設(shè)30cm的保護(hù)煤柱，每次開采2m，完成60個(gè)開采循環(huán)，共開挖120m。3.2煤層開采覆巖垮落規(guī)律及結(jié)構(gòu)特征3.2.11-2上煤開采覆巖垮落規(guī)律及結(jié)構(gòu)特征

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]山地淺埋近距離煤層群頂板結(jié)構(gòu)與巖層控制研究[D]. 鄭磊.山東科技大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3246698