综放开采非常强烈矿压显现机理及顶板控制技术研究

摘要

酸刺沟煤矿6上105-2综放工作面回采过程中矿压显现非常强烈，主要表现为来压强度大、支架动载系数大和支架活柱下缩量大等特点，工作面多次发生支架被压死事故，工作面顶板控制困难，给工作面安全高效生产提出了挑战。
　　本论文主要采用现场实测和理论分析相结合方法系统研究6上105-2综放工作面矿压规律、顶板结构和“支架-围岩”关系，明确了6上105-2综放工作面非常强烈矿压显现机理和顶板控制思路，提出并实践了具体顶板控制技术，有效的指导工作面安全生产。
　　研究表明工作面非常强烈矿压显现主要原因为:直接顶较薄，冒落直接顶不能充填满采空区，老顶运动时回转空间大，工作面控顶区内顶板下沉量大;工作面老顶厚度大，来压步距大，老顶来压时，支架载荷量增大，支架动载系数大;受顶煤超前切顶线冒落主导，支架工作阻力发挥程度大幅下降，支架实际工作阻力不足以有效抵抗顶板运动产生的顶板压力，导致工作面顶板下沉量大，并压死支架，引发严重的顶板事故。
　　依据工作面非常强烈矿压显现机理，在工作面正常推进段提出了工作面一般控顶技术、工作面顶板下沉抑制技术和采空区留条形间隔煤垛技术。工作面初采阶段顶板控制思路为预先进行工作面顶板运动特征和矿压显现预测，在明确支架控顶效果的前提下，针对性的使用顶板控制技术。初采阶段的顶板控制技术主要有强制放顶技术和受控放煤技术。经实践，工作面未出现压死支架情形，实现工作面安全控顶目标。
　　工作面顶板下沉抑制技术和采空区留条形间隔煤垛技术均是在支架极限控顶能力基础上提出的控顶技术，会造成支架超负荷运作和顶煤回收率降低。因此选择一套满足酸刺沟煤矿6上煤综放工作面控顶要求的液压支架，是实现该矿煤炭资源安全高效回收的关键。本文采用理论与实测结合法和数值模拟方法确定酸刺沟6上煤综放工作面应选择工作阻力为21000kN的四柱支撑掩护式放顶煤液压支架。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源及选题意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容和方法

2 非常强烈矿压显现综放工作面矿压规律实测研究

2．1 非常强烈矿压显现的定义

2．2 工作面概况

2．3 工作面矿压监测简介

2．4 工作面宏观矿压显现

2．5 工作面支架工作阻力统计

2．6 工作面顶板运动特征和矿压显现

2．7 工作面矿压显现程度评述

2．8 本章小结

3 综放工作面非常强烈矿压显现机理

3．1 以往研究综放工作面顶板结构及“支架-围岩”关系

3．2 非常强烈矿压综放工作面顶板结构及“支架-围岩”关系

3．3 工作面非常强烈矿压显现机理

3．4 本章小结

4 非常强烈矿压综放工作面正常推进段顶板控制技术

4．1 工作面一般顶板控制技术

4．2 工作面顶板下沉抑制技术

4．3 采空区留条形间隔煤垛技术

4．4 工作面正常推进段顶板控制效果

4．5 本章小结

5 非常强烈矿压综放工作面初采阶段顶板控制技术

5．1 工作面概况

5．2 顶板岩层结构和力学特征

5．3 顶煤顶板运动特征和主要参数的计算

5．4 支架工作状态分析

5．5 支架对顶板控制效果分析

5．6 工作面受控放煤顶板控制技术

5．7 初采阶段强制放顶技术

5．8 初采阶段工作面顶板控制实施技术和控顶效果

5．9 本章小结

6 非常强烈矿压综放工作面支架选型

6．1 工作面支架合理工作阻力确定思路

6．2 支架架型

6．3 理论与实测结合法确定工作面支架合理工作阻力

6．4 工作面合理支护强度数值模拟

6．5 本章小结

7 主要结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果