龙王沟矿特厚煤层综放面矿压规律研究

摘要

龙王沟煤矿位于内蒙古自治区准格尔煤田中北部，地处鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇境内，为在建矿井。主采煤层为6号煤层，倾角为0°～5°，平均埋藏深度354m，可采厚度4.00m～30.10m，平均20m，煤类单一，矸石夹层为0～32，岩性以泥岩为主。顶板主要含砂质泥岩及粉砂岩，底板以砂质泥岩与泥岩为主。
　　本文以龙王沟煤矿地质条件为背景，首先根据煤层埋深、煤体强度及厚度、节理裂隙、顶板条件、采放比和放煤口尺寸位置，分析得出6号煤层顶煤冒放性一般；其次运用物理相似材料模拟实验手段研究得出初采期直接顶随采随落，老顶周期来压步距14m~37m（平均23m），随着推进，工作面上位岩层出现“悬臂梁”产生、折断和“砌体梁”形成、失稳，及两种结构交替的现象，这是造成综放面周期来压的原因，同时工作面超前支承压力增大，峰值在9.2MPa~11.7MPa之间。又通过数值模拟及理论计算认为，工作面煤壁上方顶板为剪切与拉伸的复合型破坏，采空区上方顶板则是拉伸为主的破坏形式，支架工作阻力不应低于14633kN；结果表明：龙王沟矿6号煤层综放面支架选用5.0m×2.05m型，额定工作阻力为15000kN（两柱掩护式），支护强度为1.46MPa，额定初撑力为12000kN，平均增载系数为1.23，可以保证工作面安全推进。同时也为煤层地质条件类似的矿井生产实践提供了科学的参考依据。

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1 绪 论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究动态及发展趋势

1.3 课题的研究内容

1.4 本课题研究方案及技术路线

2 龙王沟煤矿综放面地质条件及围岩特性分析

2.1 6上、6号煤层概况

2.2 岩性概述

2.3 顶煤冒放性规律分析

2.4 本章小结

3 龙王沟煤矿综放面矿压规律相似模拟实验研究

3.1 物理相似材料模拟实验研究

3.2 实验过程及结果分析

3.3 本章小结

4 龙王沟煤矿综放面矿压规律数值模拟研究

4.1 力学参数的选取

4.2 数值模型的建立

4.3 工作面走向岩层变形、破坏与运移特征

4.4 采场覆岩空间变形、运移特征

4.5 工作面支架阻力分布特征

4.6 本章小结

5 大采高综放面支架工作阻力确定

5.1 经验估计法

5.2 顶板分类法

5.3 “砌体梁”理论法

5.4 动载荷计算法

5.5 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

附录