首页> 中文学位 >浅埋煤层间隔式空区下长壁综采覆岩移动规律研究
【6h】

浅埋煤层间隔式空区下长壁综采覆岩移动规律研究

代理获取

目录

致谢

变量注释表

1 绪论

1.1 研究背景及意义(Research Background and Significance)

1.2 国内外研究现状(Research at Home and Abroad)

1.3 研究内容及研究方法( Research Content and Research Methods)

1.4 研究目标及创新点(Research Objectives and Innovation)

2 间隔式开采顶板垮落特征及间隔煤柱稳定性分析

2.1 矿区煤层地质特征(Geological Characteristics of Coal Seam in Mining Area)

2.2 现有采空区形式及其分布(The Form and Distribution of Goaf Existing)

2.3 间隔采空区顶板垮落特征( Roof Caving Characteristics of Spaced)

2.4 间隔煤柱稳定性分析(Stability Analysis of Spaced Pillar)

2.5 本章小结(Brief Summary)

3 间隔式煤柱受载特征及其集中应力传播规律

3.1 平缓地貌煤柱上覆载荷确定方法(Determination Method of Gentle Coal Pillar Overburden Load)

3.2 平缓地貌煤柱下底板中应力分布规律( Stress Distribution Law of the Floor Under Gentle Coal Pillar)

3.3 冲沟地貌煤柱上覆载荷确定方法(Method for Determining Overburden Load of Gully Pillar)

3.4 冲沟地貌煤柱下底板中应力分布规律( Stress Distribution Law of Bottom Coal Pillar in Gully)

3.5 煤柱个数对应力集中范围影响规律(Influence of Coal Pillars Number on Stress Concentration)

3.6 煤柱下底板中集中应力传递机理数值模拟研究( Numerical Simulation of Concentrated Stress Transfer Mechanism in Coal Pillar)

3.7 本章小结(Brief Summary)

4 间隔式采空区下长壁综采顶板破断机制分析

4.1 顶板基本弯曲基本方程(The Basic Concept of Thin Plate and the Fundamental Equation of Bending in Cartesian Coordinate Systm)

4.2 采空区下顶板初次破断力学分析(Mechanics Analysis of Roof First Breakdown under the Goaf)

4.3 采空区下顶板周期破断力学分析(Mechanics Analysis of Roof Periodic Breakage under the Goaf)

4.4 平缓地貌采空区下顶板应力应变分析(Stress-Strain Analysis of Roof under Gentle Geomorphic Goaf)

4.5 冲沟地貌采空区下顶板应力应变分析(Stress-Strain Analysis of Roof under Goaf Area of Gully)

4.6 平缓地貌与冲沟地貌采空区下顶板内力状态对比分析(Comparative Analysis of In ternal Force State of Goaf Roof under Gentle Landform and Gully)

4.7 板裂判断准则及应用( Application and Criterion of Slab Crack)

4.8 本章小结(Brief Summary)

5 冲沟发育地貌浅埋间隔采空区下覆岩运动特征

5.1 覆岩运动的物理模拟实验(Physical Simulation Experiments of Strata Movement Characteristics)

5.2 间隔式采空区下近距离煤层液压支架合理支护阻力确定( Theoretical Analysis of Rational Support Resistance Determination of Hydraulic Support)

5.3 本章小结(Brief Summary)

6 浅埋煤层平缓及冲沟地貌覆岩运动及裂隙发育实测分析

6.1 平缓区域覆岩运动规律实测分析(Analysis on Strata Pressure Regularity of 20304 Working Face)

6.2 冲沟开采坡体裂隙及矿压显现实测分析( Observation and Analysis of Fracture and Pressure Behavior of Slope in Gully Exploitation)

6.3 间隔式煤柱下工作面矿压规律分析( Analysis on Strata Pressure Law of Interval Coal Pillar Face)

6.4 本章小结(Brief Summary)

7 结论及展望

7.1 主要结论(Main Conclusions)

7.2 研究展望(Prospect)

参考文献

作者简历

声明

学位论文数据集

展开▼

摘要

本文针对南梁煤矿2-2#煤层间隔式开采工艺、上下组煤层层间距、岩性、地貌特征等参数研究下组煤基本顶运动规律,综合采用现场调研、实验室实验、理论计算、数值模拟、现场实测分析等方法,对浅埋冲沟地貌间隔式煤柱下方集中应力传递规律、间隔式煤柱及采空区下回采顶板运动、支架合理阻力,基本顶破断方式及规律进行了结构化、系统性分析。
  本研究主要内容包括:⑴依据南梁煤矿地貌特征将地表分为平缓地貌与冲沟地貌,分别分析两种地貌下煤柱上覆载荷分布规律,通过数值模拟,现场观测及理论计算分析不同地貌条件下煤柱上覆法向载荷,其中冲沟地貌间隔式煤柱上覆线性载荷倾角与冲沟倾角一致,最终确定间隔式煤柱稳定状态为:间隔式煤柱整体稳定,两侧分布凹型塑性区,间隔式采空区稳定状态为:直接顶冒落,基本顶弯曲下沉,采空区未充实,采空区中主要承载结构为间隔式煤柱。⑵分别建立平缓、冲沟地貌数值模拟模型验证得出了煤柱下应力集中传播规律,结果表明2-2#煤间隔式煤柱垂直应力最大影响深度大于层间距,即垂直应力在下组煤老顶中出现应力集中对3-1#煤层顶板运动规律存在影响,即煤柱附近顶板压力大,来压步距减小,由间隔式煤柱引起水平集中应力对下组煤开采顶板运动无影响。⑶使用FLAC数值模拟软件建立平缓、冲沟相结合模型,拟合监测点垂直应力数据得出3-1#煤层顶板载荷曲线;利用矩形弹性薄板模型边界条件多样性,分别选取四边固支、三边固支一边简支得到了冲沟及平缓地貌下3-1#煤层顶板初次来压及周期来压挠度、应力分布规律。⑷基于能量释放理论建立能量法板裂判断准则,将板内应力分布规律迭代到准则内,解释了采空区下顶板破裂演化规律。同时分析得出背、向冲沟方式及沟深为影响危险区域扩展重要因素。⑸结合实验室正交配比方案实验及南梁煤矿岩层性质铺设相似模拟模型用以研究冲沟发育地貌浅埋间隔采空区下覆岩运动特征。根据相似模拟及数值模拟计算得出3-1#煤层的所需工作阻力分别为8605KN。以南梁矿20304工作面为研究对象,对比平缓地貌与冲沟地貌的矿压显现规律得出冲沟地貌的周期来压步距、支架最大工作阻力以及来压动载系数均要大于平缓地貌,以间隔式采空区下方30107工作面为例分析间隔式煤柱下综采工作面矿压规律得出间隔式煤柱下工作面周期来压步距平均为11.43 m,其中间隔式煤柱下方周期来压步距较间隔式采空区下方小。

著录项

  • 作者

    张付涛;

  • 作者单位

    中国矿业大学;

  • 授予单位 中国矿业大学;
  • 学科 采矿工程
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 屠世浩;
  • 年度 2016
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TD823.2;TD325.1;
  • 关键词

    煤矿开采; 浅埋煤层; 回采顶板; 覆岩移动;

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号