采场顶板大面积垮落的飓风灾害的理论研究

摘要

采场顶板大面积垮落的灾害是在采矿过程中工作空间存在的一种包括能量破坏、动载冲击和飓风破坏的综合性矿山现象，造成的破坏非常大。本文的研究内容主要有： 1)在深入地研究采场顶板动力冲击机理的基础上，利用流体力学理论和能量理论，建立了反映顶板大面积垮落时动力冲击和采场压缩空气冲击气浪灾害并存的数理模型，给出了运输平巷与回风平巷中形成飓风的流速的理论公式，以及处于飓风中的物体所受作用力的理论公式； 2)给出了长壁采煤法的初次来压步距及周期来压步距，同时提出一些预测初次来压和周期来压的方法，从而通过控制项板的来压步距来防止产生顶板大面积的悬项； 3)分析了柱式体系采煤法中留设煤柱的受力情况，给出了煤柱合理尺寸的计算公式，并说明了顶板大面积垮落的飓风灾害计算公式与壁式采煤法的相同； 4)在大量的理论分析的基础上用数值模拟软件ANSYS中的流体动力学模块FLOTRAN提供的流体分析功能对采空区的项板垮落飓风灾害进行了模拟，建立了顶板块体垮落的三维模型； 5)结合理论分析，在建立了数力模型和进行了数值模拟的基础上，对神东公司活鸡兔井21303工作面过上部采空区的矿压规律给出了合理的结论，并对上部采空区可能造成的顶板冲击灾害进行了分析。 本文的研究对顶板大面积垮落飓风灾害的定量预测提供了理论上的依据，为采空区顶板的控制、房采区煤柱的留设提供了依据，具有重要的工程实用意义和理论意义。

目录

文摘

英文文摘

声明及关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

第二章长壁采煤法采空区大面积悬顶垮落的机理研究

第三章柱式体系采煤法采空区大面积悬项垮落的机理研究

第四章数值模拟采场顶板大面积垮落飓风灾害

第五章采空区大面积悬顶的实例分析

第六章结论

参考文献

致谢

作者在硕士期间所发表的文章和参加的科研项目