大采高综采末采矿压规律和等压开采技术研究

摘要

大采高综采末采的顶板运动规律和矿压显现规律有其特殊性。在工作面末采阶段，经常采用等压开采措施来避免工作面贯通回撤巷道时顶板来压而造成支架被压死，工作面末采阶段顶板运动规律和矿压显现规律尤其是停采等压前2~3次周期来压规律对于指导工作面是否需要采取等压开采措施以及在什么位置停采等压具有重要作用，同时工作面末采期顶板运动规律也是工作面贯通回撤通道，实现设备快速安全回撤的重要指导依据。因此工作面末采期顶板运动规律的实测研究对保证末采贯通阶段安全生产具有重要意义。
　　基于矿压实测及理论研究、工作面顶板控制经验，本文采用工作面现场实测、理论分析和数值模拟相结合的方法，充分研究工作面末采阶段顶板运动和矿压显现规律，为工作面是否需要采取等压开采措施以及在什么位置停采等压提供理论依据。通过现场实测支架工作阻力，分析出周期来压步距，估算出直接顶和基本顶厚度，预测停采等压位置时工作面上方基本顶断裂线位置，进而确定顶板结构。根据 FLAC3D数值分析软件模拟，工作面推进至距主回撤通道5m时，工作面超前支承压力峰值转移到主回撤巷道右侧煤柱内，主回撤通道受采动影响剧烈；工作面推进至距主回撤通道2m时，两回撤通道通道之间煤柱承受的应力高达21.3MPa，高于贯通时煤柱所承受的应力。
　　在充分掌握大采高综采面末采矿压规律的基础上，构建了工作面合理等压位置确定的方法，提出了工作面推进至停采等压位置时回撤区可能存在的四种顶板结构状态，结合大采高综采面实际矿压规律，预计工作面推进至停采等压位置时的顶板断裂状态，确定工作面等压后推进还是带压开采。
　　通过极限平衡理论和现场经验，确定31303工作面若需停采等压，合理的等压间隔煤柱宽度应为6.6m。最后确定31303工作面推进至距主回撤通道6.6m时，带压推进，在工作面贯通回撤通道时，避开了顶板来压，实现了顺利贯通。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容、研究方法和技术路线

2 工作面末采期顶板运动规律的实测研究

2.1 工作面开采条件及煤层顶底板特征

2.2 工作面末采期顶板运动规律

2.3 工作面推进速度与顶板来压步距之间的关系

2.4 工作面末采阶段顶板运动参数的计算和顶板结构模型

2.5 小结

3 末采贯通前回撤通道附近应力分布规律数值模拟

3.1 数值计算模型建立

3.2 采动影响下回撤通道附近应力分布规律

3.3 小结

4 末采阶段等压开采技术研究

4.1 等压开采技术原理

4.2 合理等压位置确定

4.3 停采等压位置顶板结构状态

4.4 31303工作面末采来压预测及等压措施

4.5 小结

5 末采贯通期间安全技术实施研究

5.1 末采与回撤期间顶板管理技术

5.2 矿压观测及等压方法

5.3 31303工作面顶板控制建议

5.4 31303工作面末采贯通期间生产实践及效果

5.5 小结

6 主要结论及展望

6.1 主要结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果