澄合二矿综采工作面矿压规律研究

松软煤层论文 破碎顶板论文 关键层论文 矿压规律论文
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澄合二矿24504综采面煤层厚3.5~4.0m左右,平均采高3.8m。其煤质松软、部分顶板极易破碎冒落,使煤层的开采具有特殊性和复杂性,是影响工作面安全高效生产的重要因素。因此,研究其工作面矿压规律具有重要意义。论文在进行现场矿压观测的基础上,利用相似材料模拟、数值模拟及理论分析等研究手段,对澄合二矿松软煤层破碎顶板综采工作面矿压规律及工作面围岩控制技术进行了比较深入的研究。根据现场矿压观测、相似材料模拟,分析了工作面支架载荷特点、周期来压规律及关键层破断特征;通过理论计算得出了关键层位置及初次来压步距,通过UDEC数值模拟分析了采场上覆岩层运移特征。在此基础上,进一步研究了工作面端面冒顶及煤壁片帮防治技术。研究表明澄合二矿综采工作面矿压规律具有其特殊性:基本顶来压比较明显,但不强烈;关键层的破断分为上、中、下三个区,基本遵循“O-X”破断特征,破断时有一定的时序性;上覆岩层中的主关键层对上覆岩层的运动起控制作用,且能形成暂时稳定的结构,并对采场影响较大。数值模拟研究表明,随着采高的增加,采空区冒落矸石排列逐渐杂乱,碎胀系数随之增加,支架上方的顶板破碎加剧,工作面片帮加重。根据澄合矿区24504综采工作面液压支架使用状况和矿压观测,提出了工作面端面冒顶及煤壁片帮的防治技术措施,并给出了一种适用于澄合矿区5号煤层综采液压支架工作阻力的计算方法。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4-5页
1 绪论第8-16页
    1.1 选题背景及研究意义第8-9页
        1.1.1 选题背景第8-9页
        1.1.2 研究意义第9页
    1.2 国内外大采高研究动态及发展趋势第9-14页
        1.2.1 国外大采高综采的发展与现状第9-10页
        1.2.2 国内大采高综采的发展与现状第10-11页
        1.2.3 大采高综采的理论现状第11-14页
    1.3 研究的内容和技术路线第14-15页
        1.3.1 研究内容第14页
        1.3.2 技术路线第14-15页
    1.4 研究中可能遇到的困难和问题第15页
    1.5 预期达到的目的第15-16页
2 24504 综采面矿压观测研究第16-26页
    2.1 工作面基本条件第16-17页
        2.1.1 矿井概况第16-17页
        2.1.2 24504 工作面开采技术条件第17页
    2.2 工作面矿压观测方案第17-18页
        2.2.1 矿压观测目的第17-18页
        2.2.2 矿压观测内容及方法第18页
    2.3 24504 大采高工作面矿压观测结果及分析第18-24页
        2.3.1 矿压观测结果第18-20页
        2.3.2 矿压观测结果分析第20-23页
        2.3.3 24504 工作面矿压显现特点第23-24页
    2.4 本章小结第24-26页
3 相似材料模拟研究第26-37页
    3.1 实验的目的及观测内容第26页
    3.2 实验方案第26-28页
    3.3 24504 综采面相似材料模拟实验结果分析第28-36页
        3.3.1 顶板垮落过程与破断特征第28-34页
        3.3.2 顶板来压规律及支架载荷特征第34-35页
        3.3.3 相似模拟实验矿压显现分析第35-36页
    3.4 本章小结第36-37页
4 澄合二矿24504 综采面上覆岩层结构特征分析第37-46页
    4.1 冒落带高度的判断第38-39页
    4.2 上覆岩层关键层层位的判断第39-42页
        4.2.1 判断关键层层位的方法第39-40页
        4.2.2 厚硬岩层的判断及载荷计算第40-42页
        4.2.3 厚硬岩层断裂步距的计算第42页
    4.3 关键层稳定性分析第42-44页
        4.3.1 砌体梁结构分析第42-43页
        4.3.2 砌体梁结构判断第43-44页
    4.4 本章小结第44-46页
5 上覆岩层运移特征的数值模拟分析第46-59页
    5.1 用UDEC 数值模拟软件模拟上覆岩层运动规律特点第46页
    5.2 模型的建立第46-48页
    5.3 结果分析第48-57页
        5.3.1 24504 工作面上覆岩层冒落情况模拟第48-54页
        5.3.2 不同采高下的上覆岩层冒落特征及分析第54-57页
    5.4 本章小结第57-59页
6 澄合二矿24504 综采面顶板控制技术第59-65页
    6.1 综采工作面煤岩组合力学模型的建立第59-62页
        6.1.1 综采面采场上覆岩层的平衡结构第59-61页
        6.1.2 模型建立的依据第61页
        6.1.3 综采工作面煤岩组合力学模型第61-62页
    6.2 澄合二矿24504 综采面支架阻力计算第62页
    6.3 澄合二矿24504 综采面围岩控制技术第62-64页
        6.3.1 工作面端面冒顶防治措施第62-63页
        6.3.2 煤壁片帮防治措施第63-64页
    6.4 本章小结第64-65页
7 结论第65-66页
致谢第66-67页
参考文献第67-70页
附录第70页
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