開采采空區(qū)下近距離煤層時,煤層間采動影響相互疊加,導(dǎo)致各煤層間覆巖移動量、應(yīng)力卸壓區(qū)與集中區(qū)相互疊加影響,采場應(yīng)力分布和巖層移動變得更加復(fù)雜,礦壓顯現(xiàn)規(guī)律與單一煤層開采差異顯著,對采空區(qū)下工作面頂板控制和安全高效生產(chǎn)提出了更高的要求。為了得到采空區(qū)下工作面覆巖破斷規(guī)律及其支護(hù)強(qiáng)度,采用理論分析、數(shù)值模擬、相似模擬和現(xiàn)場驗(yàn)證等手段進(jìn)行研究,得到的主要研究結(jié)論有:根據(jù)煤層間距及上部煤層開采后對層間巖層的破壞情況,將下煤覆巖結(jié)構(gòu)分為層間無基本頂、層間完全損傷基本頂、層間部分損傷基本頂和層間完整基本頂,并得到其分類判據(jù)。其中,層間無基本頂和層間完全損傷基本頂覆巖破斷規(guī)律與單一煤層開采區(qū)別明顯,層間部分損傷基本頂和層間完整基本頂覆巖破斷規(guī)律接近于單一煤層開采。通過數(shù)值模擬得到,上部單一煤層工作面開采時,應(yīng)力集中系數(shù)K不斷增大,前期增長迅速后期緩慢。繼續(xù)開采下部煤層,以層間完全損傷基本頂結(jié)構(gòu)為例,開采初期K有小幅回落,中期平穩(wěn)增長,后期降低,兩煤層間塑性破壞區(qū)域變化不明顯,說明下部煤層開采時已無明顯周期來壓。影響各類覆巖結(jié)構(gòu)破斷規(guī)律的主要因素為上部煤層底板破壞深度和煤層間距。以下峪口礦3煤2330...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及其意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采場上覆巖層結(jié)構(gòu)理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 回采工作面底板采動破壞研究現(xiàn)狀
        1.2.3 近距離煤層下行開采覆巖破斷研究現(xiàn)狀
        1.2.4 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 近距離煤層覆巖結(jié)構(gòu)分類及其支護(hù)強(qiáng)度分析
    2.1 采空區(qū)下近距離煤層覆巖結(jié)構(gòu)類型分析
    2.2 采空區(qū)下工作面不同類型覆巖支護(hù)強(qiáng)度模型建立
        2.2.1 下部煤層覆巖結(jié)構(gòu)判別
        2.2.2 單一煤層支護(hù)強(qiáng)度確定方法
        2.2.3 層間無基本頂、完全損傷基本頂支護(hù)強(qiáng)度模型
        2.2.4 層間未完全損傷基本頂支護(hù)強(qiáng)度模型
    2.3 本章小結(jié)
3 近距離煤層開采覆巖破壞三維數(shù)值模擬分析
    3.1 模型建立及模擬方案
        3.1.1 建立數(shù)值模擬模型
        3.1.2 數(shù)值模擬方案
    3.2 上部煤層開采覆巖破斷規(guī)律分析
    3.3 層間無基本頂結(jié)構(gòu)開采覆巖破斷規(guī)律分析
    3.4 層間完全損傷基本頂結(jié)構(gòu)開采覆巖破斷規(guī)律分析
        3.4.1 覆巖采動位移變化規(guī)律分析
        3.4.2 采空區(qū)下工作面回采煤層間巖層應(yīng)力演化規(guī)律分析
        3.4.3 覆巖破斷及演化規(guī)律分析
        3.4.4 覆巖應(yīng)力形態(tài)演化規(guī)律分析
    3.5 本章小結(jié)
4 近距離煤層采動覆巖破斷規(guī)律物理模擬
    4.1 物理模擬模型設(shè)計(jì)與制作
        4.1.1 模擬原型概述及相似參數(shù)的確定
        4.1.2 相似材料配比
        4.1.3 實(shí)驗(yàn)臺應(yīng)力傳感器及位移測點(diǎn)布置
    4.2 單一煤層開采覆巖破斷規(guī)律及底板應(yīng)力變化分析
        4.2.1 單一煤層開采覆巖破斷規(guī)律分析
        4.2.2 單一煤層開采覆巖位移規(guī)律分析
        4.2.3 單一煤層采動底板應(yīng)力變化分析
    4.3 采空區(qū)下工作面覆巖破斷規(guī)律分析
        4.3.1 采空區(qū)下工作面覆巖破斷規(guī)律
        4.3.2 采空區(qū)下工作面覆巖位移規(guī)律
        4.3.3 覆巖“兩帶”高度分析
    4.4 本章小結(jié)
5 采空區(qū)下工作面覆巖破斷規(guī)律工程實(shí)踐
    5.1 工程概況
    5.2 采空區(qū)下工作面覆巖結(jié)構(gòu)判定及其支護(hù)強(qiáng)度理論計(jì)算
        5.2.1 理論計(jì)算流程
        5.2.2 上部煤層底板破壞及覆巖結(jié)構(gòu)分類
        5.2.3 層間完全損傷基本頂支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算
    5.3 采空區(qū)下工作面礦壓觀測分析
        5.3.1 礦壓觀測目的及觀測方案
        5.3.2 礦壓觀測結(jié)果分析
        5.3.3 周期來壓與隨采隨落工作面支架支護(hù)要求分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3921687