厚松散层薄基岩条件下上提工作面压架机理研究

摘要

我国淮南矿区由于受到新生界第四含水层的直接影响，大部分矿井留设了大量的防水煤柱，造成了资源的浪费，不少矿井为了回收资源便开始回采防水煤柱。但是由于上提工作面的上覆岩层较薄，而且受到含水层的影响，不少工作面都发生了压架突水事故。顾北矿1202(3)工作面便是一个上覆厚松散承压含水层薄基岩的上提工作面。由于工作面上覆基岩较薄，松散层厚，且受到含水层的影响，导致工作面在回采过程中也发生了压架事故。针对顾北矿1202(3)上提工作面的压架灾害，通过现场实测、理论分析和数值模拟的手段对1202(3)上提工作面的压架机理与防治对策进行深入研究。
　　通过构建力学模型进行理论计算，计算出了工作面压架时松散层受到采动影响形成的自然平衡拱的拱内载荷，然后结合数值模拟揭示了松散层中的含水层使得采空区上方的基岩承受的载荷，比没有含水层的时候要高。对顾北矿1202(3)工作面压架前的矿压显现，工作面钻孔涌水量进行分析，结合数值模拟的手段研究回采期间顶板的应力、位移和断裂情况，得出1202(3)工作面之上的岩层到临时关键层风化砂岩发生了整体破断，并结合基岩上方的自然平衡拱内的松散层载荷共同作用在液压支架上，导致工作面液压支架无法承载上覆剧烈载荷而发生了压架事故。针对上提工作面压架灾害产生因素，提出上提工作面压架防治对策。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文的提出

1．2 国内外研究现状

1．2．1 厚松散层覆岩破断移动规律研究

1．2．2 厚松散层薄基岩上提工作面压架机理研究现状

1．3 存在的问题

1．4 主要研究内容

1．5 技术路线

2 顾北矿1202(3)工作面压架事故综述

2．1 顾北矿1202(3)工作面现场实测分析

2．1．1 顾北矿1 202(3)工作面地质概况

2．1．2 工作面矿压分析

2．1．3 工作面涌水量观测结果分析

2．2 顾北矿1202(3)工作面力学参数测试

2．3 本章小结

3 厚松散层对薄基岩载荷传递规律研究

3．1 厚松散层无含水层时上覆载荷理论计算

3．2 厚松散层中含水层对载荷传递规律影响

3．3 本章小结

4 厚松散层薄基岩上提工作面压架机理研究

4．1 厚松散含水层载荷作用于薄基岩破断规律研究

4．2 工作面数值模拟试验分析对覆岩破断规律的验证

4．2．1 数值模拟模型建立

4．2．2 工作面矿显现规律

4．2．3 两巷矿压显现规律

4．3 厚松散层薄基岩条件下上提工作面压架机理

4．4 本章小结

5 厚松散层薄基岩上提工作面压架灾害发生条件及防控

5．1 覆岩结构对压架事故的影响

5．2 覆岩厚度对松散承压含水层下采煤压架的影响

5．3 松散含水层特性对松散承压含水层下采煤压架的影响

5．4 工作面推进速度对厚松散层含水层下采煤压架的影响

5．5 厚松散层薄基岩上提工作面压架灾害防治思路

5．6 厚松散层薄基岩上提工作面开采防治技术

5．7 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果