屯留矿大采高综放工作面矿压显现规律与煤壁稳定性研究

摘要

本论文采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的手段，对潞安屯留煤矿高瓦斯松软厚煤层大采高综放工作面矿压显现规律及煤壁与端面顶煤的稳定性进行了研究，在此基础上，提出了提高大采高综放工作面煤壁稳定性的技术措施。研究结果表明，与类似条件下普通综放工作面相比，大采高综放工作面来压强度更大、超前支承压力影响范围更广、应力集中系数也更大，同时煤壁片帮和端面冒顶也更严重，因而煤壁稳定性维护难度更大；在屯留矿开采条件下，影响煤壁稳定性的主要生产技术因素是割煤高度、采煤机截深、支架支护强度等，它们直接影响煤壁片帮和端面冒项；在大采高综放工作面煤壁稳定性的实际控制中，片帮和冒顶是两个相互影响的过程，煤壁片帮使支架与煤壁间的无支护空间加大，从而诱发端面冒顶，而端面冒顶也会增加煤壁无水平约束高度，反过来加剧煤壁片帮；支架支护强度、采煤机截深对端面项煤的变形和破坏具有直接影响，通过端面顶煤的稳定性影响煤壁的稳定性，而支架护帮板水平推力、割煤高度则对煤壁的变形和破坏具有直接影响，通过煤壁的稳定性影响端面顶煤的稳定性，工作面长度、工作面推进速度和工作面俯(仰)斜开采角度对煤壁和端面顶煤的稳定性也具有显著的影响；在实际生产过程中，可以通过适当降低割煤高度、提高支架初撑力与支护强度、减小空顶距等生产技术措施来提高大采高综放工作面煤壁的稳定性。

目录

文摘

英文文摘

1 综述

1.1 论文研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外大采高综采研究现状

1.2.2 国内外综放开采研究现状

1.2.3 国内外大采高综放开采研究现状

1.3 研究的方法和主要内容

2 研究对象及条件简介

2.1 屯留矿S2202大采高综放工作面地质及生产技术条件

2.1.1 S2202工作面地质条件

2.1.2 S2202工作面生产技术条件

2.2 矿压观测方案设计

2.2.1 观测目的

2.2.2 观测内容及方法

2.3 数值模拟的内容及模型简介

2.3.1 模拟内容及判别依据

2.3.2 数值模拟模型简介

3 大采高综放工作面矿压显现规律研究

3.1 S2202工作面矿压显现规律

3.1.1 工作面来压情况

3.1.2 支架阻力分布特征

3.1.3 工作面超前支承压力分布

3.1.4 巷道变形特征

3.1.5 煤壁片帮和端面冒顶特征

3.2 大采高综放面和普通综放面矿压显现特点的对比

3.3 小结

4 大采高综放工作面煤壁稳定性研究

4.1 支护强度对片帮和冒顶的影响

4.2 护帮板水平推力对片帮和冒顶的影响

4.3 割煤高度对片帮和冒顶的影响

4.4 截深对片帮和冒顶的影响

4.5 工作面长度对片帮和冒顶的影响

4.6 工作面推进速度对片帮和冒顶的影响

4.7 工作面俯(仰)斜开采角度对片帮和冒顶的影响

4.8 小结

5 提高S2202大采高综放工作面煤壁稳定性的技术途径

5.1 提高支架初撑力和支护阻力

5.2 适当降低割煤高度

5.3 减小空顶距

5.4 改善并合理使用护帮装置

5.5 控制工作面长度

5.6 加快工作面推进速度

5.7 采用俯斜开采

5.8 加强工作面生产技术管理

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

致谢