急倾斜特厚煤层水平分段综采顶煤弱化机理研究

摘要

由于急倾斜特厚煤层水平分段综放开采过程中，遇到煤质坚硬的煤层时，仅依靠矿山压力作用顶煤难以冒放，需要对坚硬顶煤进行人工辅助弱化处理。深入研究顶煤弱化机理对于解决此类顶煤冒放难题，提高采出率具有重要意义。
　　 本论文应用理论分析、物理力学试验、数值模拟试验以及现场实测等手段，专门针对急倾斜特厚煤层水平分段综放开采的注水软化机理进行了研究。
　　 首先建立了急倾斜煤层顶底板的受力模型，研究其破坏规律，得出影响煤层顶底板岩层挠曲的因素；其次通过数值模拟计算，对开挖过程中不同分层厚度条件下形成“拱”结构的规律进行分析，并对注水前后的位移及孔隙压力进行对比，表明注水孔的注水压力向外扩展致裂、软化了煤层，从而增大了顶煤及顶板的位移，使裂隙更加发育，有利于顶煤的放出；通过物理试验测定各煤层试件的孔隙率、含水率、吸水率和水煤接触角等物理力学参数，根据煤在水中的有效孔体积的计算结果，得出各煤层试件吸水性强弱，将结果和试验测得吸水性结果进行比较，从理论上肯定了人工辅助弱化有较强的可行性；然后根据单轴抗压强度试验，观测煤岩体试件在浸水前后强度的变化，以及注水软化起到的效果，并对注水后应力－应变曲线与注水前进行比较，说明煤岩体试件在浸水过程中强度的降低；最后对急倾斜工作面进行现场应用分析，验证了本文研究结论与现场的一致性。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

2 急倾斜煤层力学模型

3 数值模拟试验研究

4 煤体试件力学参数测定

5 煤层注水现场试验应用

6 结论

致谢

参考文献

附录