本文關(guān)鍵詞：特厚煤層綜放開采煤矸流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特征及頂煤損失規(guī)律研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：眾所周知,提高煤炭回收率一直是綜放開采技術(shù)研究中的主題之一。在特厚煤層(14~20m)綜放開采條件下,頂煤的放落流動(dòng)規(guī)律、煤矸放落流動(dòng)中的成拱結(jié)構(gòu)效應(yīng)以及頂煤損失規(guī)律對(duì)于合理確定放煤工藝參數(shù)和相關(guān)技術(shù)措施,進(jìn)一步提高頂煤回收率具有重要意義。為此,本文以大同礦區(qū)塔山煤礦3-5煤層地質(zhì)條件為依據(jù),采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法,深入分析了特厚煤層條件下煤矸流場(chǎng)的變化規(guī)律,特別是流場(chǎng)中拱結(jié)構(gòu)的形成與失穩(wěn)規(guī)律及其對(duì)煤矸流動(dòng)形態(tài)和頂煤損失的影響,為確定合理放煤工藝參數(shù),減少資源損失提供了依據(jù)。(1)揭示了特厚煤層頂煤的裂隙發(fā)育狀態(tài)和塊度分布特征。實(shí)測(cè)分析了塔山煤礦8103綜放工作面在0~4m、4~8m和8~12m三個(gè)層位頂煤的裂隙發(fā)育狀態(tài),得到了特厚煤層頂煤的塊度分布特征:上位頂煤塊度最小,下位頂煤塊度其次,中位頂煤塊度最大。表明中位頂煤的破壞程度直接決定了頂煤的放出效果。(2)提出了特厚煤層綜放開采煤矸放落流動(dòng)過程中的動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱概念:動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱是綜放開采過程中破碎頂煤和矸石在放落流動(dòng)過程中形成的,其形成時(shí)間、位置和形成的形狀皆具有隨機(jī)特性,因而可把在動(dòng)態(tài)放煤過程中因塊度差異及支架掩護(hù)梁等邊界條件限制形成的具有隨機(jī)特征的煤矸拱結(jié)構(gòu)稱為動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱效應(yīng)。動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱的影響因素包括煤矸塊度、拱結(jié)構(gòu)跨度、水平方向約束力等,構(gòu)建動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱力學(xué)模型,分析了動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱的成拱條件及穩(wěn)定性特征。(3)得出了動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱具有上位、中位、下位拱三種結(jié)構(gòu)類型,通過數(shù)值模擬分析了三種層位拱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性從下位、中位到上位拱結(jié)構(gòu)依次降低,而且成拱占比分別為70.1%、25.2%、3.94%,;分析了不同拱結(jié)構(gòu)對(duì)頂煤損失的影響規(guī)律,得出動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱造成頂煤流動(dòng)性下降,頂煤損失量因拱上方頂煤量的多少而異,而移架后造成煤矸分界線后移、頂煤冒落進(jìn)入不可放區(qū)域、煤矸混合造成頂煤損失量較大;分析得到下位全煤拱結(jié)構(gòu)、下位煤矸拱結(jié)構(gòu)、中位全煤拱結(jié)構(gòu)對(duì)頂煤回收影響最大,是重點(diǎn)控制對(duì)象。(4)對(duì)特厚煤層綜放開采頂煤損失可控區(qū)進(jìn)行分類,得出頂煤損失主要包括拱結(jié)構(gòu)形成造成的頂煤損失、矸石侵入造成的損失和不可放出區(qū)域頂煤損失。根據(jù)拱結(jié)構(gòu)層位及穩(wěn)定性特點(diǎn),提出動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱的處理措施,包括抽動(dòng)插板、支架強(qiáng)擾動(dòng)和補(bǔ)位放煤方式等;采用合理放煤工藝能夠減小煤矸混合度,提高頂煤回收率;對(duì)不可放區(qū)域采用導(dǎo)煤裝置減少頂煤損失,可提高頂煤回收率。(5)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)分析得出,采用擺動(dòng)尾梁、支架強(qiáng)擾動(dòng)、補(bǔ)位放煤三種破拱方式可分別破壞平均32%、88%和91%的拱結(jié)構(gòu),是較為有效的破拱方式。同時(shí)采用頂煤預(yù)裂爆破技術(shù)后,大塊度平均減小9%左右,成拱次數(shù)減小30%,頂煤回收率提高了1.8%。確定機(jī)采高度3.5m,放煤步距0.8m,雙輪順序放煤的放煤工藝�，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明,頂煤回收率達(dá)84.16%,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得較好的技術(shù)效果。該論文有圖54幅,表13個(gè),參考文獻(xiàn)129篇。
【關(guān)鍵詞】：特厚煤層綜放開采 煤矸流場(chǎng)塊度分布 動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱 頂煤回收率
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD823.254
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-10
• Extended Abstract10-20
• 1 緒論20-34
• 1.1 問題的提出與研究意義20-21
• 1.2 文獻(xiàn)綜述21-31
• 1.3 目前研究存在的問題31
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及研究思路31-34
• 2 特厚煤層綜放開采的煤巖層賦存條件及頂煤破裂特征34-44
• 2.1 塔山煤礦特厚煤層的地質(zhì)賦存條件34-36
• 2.2 特厚煤層綜放開采頂煤破裂特征的實(shí)測(cè)分析36-41
• 2.3 頂煤塊度分布特征41-43
• 2.4 小結(jié)43-44
• 3 特厚煤層綜放開采煤矸流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特征及形成機(jī)理44-66
• 3.1 特厚煤層放頂煤開采散體實(shí)驗(yàn)研究44-55
• 3.2 頂煤放落過程中的動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱效應(yīng)及形成機(jī)理分析55-59
• 3.3 動(dòng)態(tài)隨機(jī)拱對(duì)頂煤流動(dòng)及頂煤損失的影響59-64
• 3.4 小結(jié)64-66
• 4 特厚煤層綜放開采頂煤的損失規(guī)律66-90
• 4.1 數(shù)值計(jì)算模型的建立66-67
• 4.2 頂煤放落過程中的成拱及形態(tài)67-76
• 4.3 特厚煤層綜放開采頂煤放落回收中的矸石侵入特征76-83
• 4.4 特厚煤層頂煤的損失特征及可控性分區(qū)83-88
• 4.5 小結(jié)88-90
• 5 特厚煤層綜放開采提高頂煤回收率技術(shù)及應(yīng)用分析90-107
• 5.1 特厚煤層開采合理放煤參數(shù)確定90-96
• 5.2 同煤塔山煤礦8103綜放工作面提高頂煤回收率技術(shù)96-103
• 5.3 塔山礦復(fù)雜地質(zhì)條件特厚煤層綜放工作面放煤工藝參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)研究103-106
• 5.4 小結(jié)106-107
• 6 主要結(jié)論107-110
• 6.1 基本結(jié)論107-108
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)108-109
• 6.3 展望109-110
• 參考文獻(xiàn)110-117
• 作者簡(jiǎn)歷117-119
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集119

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉俊峰;;塔山礦特厚煤層綜放開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律初步研究[J];煤礦開采;2008年05期

2 呂強(qiáng);;亭南煤礦特厚煤層綜放工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2007年06期

3 周紹廷;;厚松散層綜采工作面支架工作阻力的確定[J];煤炭科技;2012年04期

4 段王拴;高喜才;竇娟;;堅(jiān)硬特厚煤層綜放工作面覆巖破壞運(yùn)動(dòng)規(guī)律[J];西安科技大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

5 謝和平,鞠楊,黎立云;基于能量耗散與釋放原理的巖石強(qiáng)度與整體破壞準(zhǔn)則[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2005年17期

  本文關(guān)鍵詞：特厚煤層綜放開采煤矸流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特征及頂煤損失規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：383767