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松软煤层采场前方支承压力分布特征及围岩控制研究

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 支承压力理论指导矿井生产研究

1.4 本文研究内容与方案

2 煤岩力学参数测定与支承压力理论基础

2.1 采场围岩物理力学参数测定

2.2 采场围岩(煤)特性分析

2.3 采场前方支承压力理论分析

2.4 采动覆岩中关键层分析及其对支承压力分布影响

2.5 本章小结

3 采场前方支承压力和巷道变形实测研究

3.1 试验工作面概述

3.2 测试方法及装置

3.3测试结果分析

3.4 实测存在的问题

3.5 回采巷道变形观测

3.6 本章小结

4 支承压力分布影响因素数值模拟研究

4.1 数值模拟试验目的及计算原理

4.2 数值模拟试验方案与模型构建

4.3 数值计算结果分析

4.4 本章小结

5 采场围岩控制技术研究

5.1朝川矿松软煤层炮放开采现状

5.2 悬移支架炮放开采可行性研究

5.3 回采巷道与端头支护方案

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 不足与展望

参考文献

作者简历

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摘要

支承压力在各种形式的复杂矿压显现中起主导作用,其往往是矿井复杂动力现象的动力源。本文针对平煤股份朝川矿松软煤层地质条件下,转向深部开采时采掘工作面响煤炮的实际,综合运用实验室测试、理论分析、数值模拟、现场实测等相结合的方法,对采场前方支承压力分布特征进行研究,为确定巷道超前支护范围及优化采场支护方案提供依据。
  论文首先对采场围岩进行物理力学性质测定,在此基础上进行采场围岩分类,理论分析研究采场支承压力分布特征;其次,通过现场实测,研究两侧实体煤工作面采场前方支承压力分布特征和回风平巷在采动影响作用下的变形特征,同时将两者进行对比分析,结论与理论分析基本一致;再次,采用FLAC数值模拟研究煤层厚度、开采深度、煤体硬度对支承压力分布特征的影响,得出在其他地质和生产技术条件一定的情况下,采场前方支承压力分布的基本规律;最后,在上述研究的基础上,确定了合理的巷道超前支护距离和方案,对采场支护使用整体顶梁组合悬移液压支架代替单体液压支柱进行了可行性分析,并在己16-17—21070工作面应用取得成功。
  研究结论对矿井安全高效生产具有重要指导意义,同时为同类地质条件炮放工作面安全、高效生产提供了理论指导。

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