王家岭煤矿厚煤层综放开采覆岩活动规律研究

摘要

本论文基于山西王家岭煤矿20105工作面具体地质条件,综合采用理论分析、数值模拟、相似模拟试验及现场实测等研究方法,重点研究了2＃煤层开采时的顶板来压规律及开采后“三带”分布特征,并取得了如下研究成果:
　　(1)结合顶板破断的力学模型和“三带”计算的经验公式,得出基本顶初次垮落步距为54.3m,周期垮落步距为28.5m,垮落带和裂隙带“两带”的发育高度范围111.6~173.6m。
　　(2)采用UDEC数值模拟软件,对20105工作面覆岩活动规律进行了数值模拟分析。结果表明,工作面推进50m时基本顶初次破断,基本顶周期垮落步距为25~30m,垮落带和裂隙带“两带”最终发育高度约为134~146m,为采厚的21.6~23.5倍,其中垮落带高度为17~20m,裂隙带高度为114~129m,切眼处岩层破断角为63°,工作面停采处岩层破断角约为66°。
　　(3)实验室相似材料模拟结果表明,基本顶初次垮落步距为50.4m;基本顶周期垮落步距在23~34m,平均28.5m;垮落带高度在16.4~19.5m,裂隙带高度最大达到115.6m;切眼处岩层破断角为64.5°,工作面停采处岩层破断角约为66°。
　　(4)采用顶板在线监测系统对20105工作面顶板来压规律进行了监测,通过钻孔窥视法对覆岩“三带”的发育高度进行了实测,结果表明:垮落带高度在18~20m,裂隙带发育高度约为121.4m,20105工作面初次来压步距为54.5m,周期来压步距分布在28.2~34.6m。实测结果验证了理论计算、数值模拟分析及相似模拟试验结果的准确性和可靠性,为矿井后续安全高效开采提供了相应的理论支撑。

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表清单

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义(Topic Background and Research Significance)

1.2 国内外研究现状及趋势(Research Actuality and Direction of Domestic and Abroad)

1.3 研究内容及方法(Research Contents and Method)

2 20105综放面工程地质特征

2.1 矿区地质特征(Mining Area Geological Characteristic)

2.2 20105 工作面地质概况及开采条件（ 20105 Coalface Geological Characteristic and Mining Conditions）

2.3 本章小结(Chapter Summary)

3 20105综放面覆岩活动特征理论分析

3.1 20105综放面覆岩破断条件分析(20105 Coalface Overlying Breaking Conditions)

3.2 20105综放面基本顶破断特征分析(20105 Coalface Roof Breaking Characteristic)

3.3 导水裂隙带发育高度理论计算(Water Flowing Fractured Zone Developed Highly Theoretical Calculation)

3.4 本章小结(Chapter Summary)

4 20105综放面覆岩活动规律数值模拟分析

4.1 UDEC软件简介（UDEC Introduction）

4.2 数值模型建立（Numerical Model Built）

4.3 数值模拟分析(Numerical Simulation Analysis)

4.4 本章小结(Chapter Summary)

5 20105综放面覆岩活动规律物理模拟分析

5.1 相似模拟简介（Physical Similar Simulation Introduction）

5.2 试验介绍（Experiment Introduction）

5.3 开采方案与测线布置(Mining plan with the measured line layout)

5.4 试验结果及分析(Experiment results and analysis)

5.5 本章小结(Chapter Summary)

6 20105综放面“三带”发育及矿压显现特征实测分析

6.1 20105 综放面覆岩“三带”实测与分析(20105 Coalface Distribution Of"three zones"Measurement and Analysis)

6.2 20105综放面矿压实测与分析(20105 Coalface Mine Pressure Regularity Measurement and Analysis)

6.3 本章小结(Chapter Summary)

7 主要结论

参考文献

作者简历

一、基本情况（Fundamental condition）

二、学术论文（Academic Paper）

三、研究项目（Research Project）

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