综采工作面导硐法过顶板破碎带技术研究

摘要

近年来，我国的煤炭产量大幅度提高，煤炭行业有了长足的发展。但是我国大多数矿井地质条件复杂，很多工作面穿过构造破碎带时推进速度缓慢，顶板维护难度大，严重影响了煤矿企业的安全高效生产。研究破碎顶板条件下综采工作面的矿山压力显现规律，为复杂地质条件下工作面的安全快速推进、工作面顶板管理和巷道支护方式的选择提供理论和技术依据具有重要意义。
　　破碎顶板指的是岩层的强度低、节理裂隙发育程度高、整体性差、自稳能力差，并在工作面控顶区范围内维护困难的顶板。本文结合运河煤矿8307综采工作面在推进过程中，工作面顶板出现大面积冒顶，顶板超前断裂，造成工作面不能正常回采的条件。运用数值模拟和理论分析等相结合的方法，对运河煤矿8307综采工作面顶板的运动规律进行分析，对破碎顶板条件下综采工作面推进及围岩的运动规律和控制进行研究。主要的研究工作如下：
　　首先对运河煤矿8307综采工作面事故发生的机理进行分析，针对破碎顶板条件下的采场矿山压力显现规律进行研究，为工作面采用导硐法过顶板破碎带提供理论依据。
　　运用FLAC3D数值模拟软件，建立数值模型，对破碎顶板条件下直接顶变形及应力的分布进行数值模拟研究，并通过数值模拟对施工方案的参数进行优化设计。
　　8307工作面采用导硐法过破碎带达到了安全、高效生产的目标，同时取得了良好的经济效益与社会效益。
　　本文的研究对于破碎顶板条件下围岩控制及安全生产具有一定的工程实际应用和理论意义，解决了综采工作面顶板冒顶、煤壁片帮和前部运输机下滑等问题，为同类地质条件下工作面回采提供了依据。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题的提出

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的研究意义

1.4 课题的研究内容和技术路线

2 工作面顶板破碎带的形成机理研究

2.1 概况

2.2 顶板破碎带形成过程

2.3 破碎顶板形成的机理

2.4 本章小结

3 综采工作面导硐法过顶板破碎带技术研究

3.1 工作面过顶板破碎带方法选择

3.2 综采工作面上覆岩层移动规律研究

3.3 构造破碎带分析

3.4 导硐法过顶板破碎带技术分析

3.5 本章小结

4 综采工作面顶板破碎带破坏范围数值模拟

4.1 选择模拟软件

4.2 模型的建立

4.3 确定岩体参数

4.4 顶板破碎带破坏范围模拟

4.5 本章小结

5 综采工作面导硐法过顶板破碎带工程实践

5.1 工作面顶板破碎情况

5.2 综采工作面导硐及支护设计

5.3 工作面支护及推进过导硐措施

5.4 综采工作面过破碎带危险性评价

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足和展望

致谢

附录

参考文献