综采工作面末采阶段矿压显现规律研究

摘要

对于综合机械化采煤工艺而言，工作面搬家倒面是实现高产高效的重要环节。由于受到采动影响，回撤通道顶板运动明显，两帮煤体位移将显著增大，容易发生顶板冒落及严重片帮等问题，甚至造成压架事故，影响矿井正常生产。
　　本文分析了回撤通道在动压影响下的矿压显现规律，确定回撤通道最有利的顶板破坏形式，同时对不同矿压控制措施的作用机理及适用条件进行研究，本文研究的主要内容和结论有：
　　（1）回撤通道围岩压力分布分为巷道掘进阶段的围岩压力分布、受动采影响阶段的围岩压力分布以及工作面贯通阶段的围岩压力分布三个阶段。依据弹塑性理论，确定出了回撤通道受动采影响的起始距离。
　　（2）当老顶在贯通前断裂，贯通后在回撤通道或煤柱上部未发生再次断裂，此时巷道处于相对稳定阶段，支架回撤时受影响相对较小，说明该种顶板破坏形式对巷道稳定最为有利。经过进一步分析，给出了顶板合理断裂位置的确定公式。
　　（3）建立力学模型，对老顶—直接顶协调变形体系进行受力变形分析，推导得出周期来压步距的函数关系式，并分析得出周期来压步距主要影响因素包括直接顶弹性模量、直接顶厚度、老顶弹性模量、老顶厚度、老顶抗拉强度、上覆岩层厚度。
　　（4）通过对张家峁14204综采工作面矿压数据进行分析，得出周期来压步距与回采速率的回归曲线，结果显示周期来压步距随回采速率的提高有增加，但增加的幅度有所差异。
　　（5）建立了贯通前压力调节时的剩余煤柱力学分析模型，求解得出剩余煤柱临界宽度的函数关系式。通过因素分析发现，老顶断裂位置、工作面埋深、岩层间的摩擦角以及采煤高度对剩余煤柱稳定性起到关键作用。
　　由于不同的控制措施有其特殊的适用条件，在末采阶段应根据老顶实际断裂情况，采取合理的采煤措施进行控制。本文研究为综采回撤技术在陕北矿区的应用提供了有益的实践经验，具有重要的工程实际意义，同时丰富和发展了矿山压力控制相关理论，具有重要的理论意义。

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1 绪 论

1.1 选题的背景及研究的意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3 论文的主要研究内容及技术路线

2 综采工作面矿压显现分析

2.1 老顶初次来压显现

2.2 周期来压显现

2.3 综采工作面末采阶段矿压显现

2.4 本章小结

3 综采工作面末采阶段矿压显现机理分析

3.1 概述

3.2 考虑直接顶—老顶协调变形的周期来压步距分析

3.3 采煤速度对周期来压步距的影响机理

3.4 末采阶段剩余煤柱稳定性分析

3.5 本章小结

4 综采工作面末采阶段矿压显现影响参数分析

4.1 工程概况

4.2 回撤通道受动采影响起始距离

4.3 末采阶段顶板合理断裂位置

4.4 周期来压步距影响参数分析

4.5 末采阶段剩余煤柱稳定性影响参数分析

4.6 本章小结

5 末采阶段矿压控制措施适用性分析

5.1不同断裂形式下的合理控制措施分析

5.2 14204综采工作面末采阶段矿压控制措施适用性分析

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录