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澄合矿区5号煤综采采场矿压规律研究

作　者: 欧亚伟
导　师: 索永录
学　校: 西安科技大学
专　业: 采矿工程
关键词: 澄合矿区 5号煤层大采高综采矿压规律
分类号: TD32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 150次
引　用: 2次
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内容摘要

澄合矿区5号煤厚3.5～4.0m左右,处于中厚煤层~厚煤层的过渡区间,煤质松软,局部为不稳定的复合顶板,极易破碎冒落,具有特殊性和复杂性,因此其综采采场矿压规律的研究具有重要意义。论文采用现场矿压观测、理论分析、相似材料模拟实验及数值模拟等方法,以澄合二矿24504工作面和董家河矿22305工作面为研究对象,对澄合矿区5号煤综采采场的矿压规律及工作面围岩控制技术措施进行比较深入的研究。根据现场矿压观测及相似模拟实验,分析了工作面支架载荷特点和周期来压规律。应用有限差分程序FLAC3D模拟分析了工作面前方支承压力、煤壁拉应力区及塑性区分布规律。最后分析了工作面端面冒顶及煤壁片帮防治措施。研究表明,与一般综采工作面相比,澄合矿区5号煤3.5～4m采高综采工作面的矿压显现特征有其特殊性:工作面支架载荷较普通综采大;来压时动载系数小;周期来压比较明显,但不强烈。数值模拟研究表明,随着采高的增加,工作面前方支承压力的作用范围按非线性关系递增,峰值点位置越来越远离工作面,而应力集中系数随之减少。以工作面矿压规律研究为基础,提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。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
1 绪论  7-18
  1.1 选题背景及研究意义  7-8
    1.1.1 选题背景  7
    1.1.2 研究意义  7-8
  1.2 国内外相关研究动态  8-15
    1.2.1 采场矿山压力理论的国内外现状  8-12
    1.2.2 大采高综采技术国内外现状  12-13
    1.2.3 大采高综采工作面矿山压力研究现状  13-15
  1.3 研究内容、拟采取的方案及技术路线  15-18
    1.3.1 研究内容  15-16
    1.3.2 研究技术路线  16-18
2 综采工作面矿压观测研究  18-28
  2.1 澄合二矿24504 综采工作面观测及结果分析  18-23
    2.1.1 矿压观测方案  18
    2.1.2 地质及开采技术条件  18-19
    2.1.3 观测结果及分析  19-23
  2.2 董家河煤矿扩大区22305 综采工作面观测及结果分析  23-27
    2.2.1 矿压观测方案  23
    2.2.2 地质及开采技术条件  23-24
    2.2.3 观测结果及分析  24-27
  2.3 本章小结  27-28
3 实验室相似模拟研究  28-39
  3.1 实验方案  28-31
  3.2 实验结果分析  31-37
    3.2.1 澄合二矿4 采区5 号煤层综采相似材料模拟实验  31-35
    3.2.2 董家河扩大区5 号煤层综采相似材料模拟实验  35-37
  3.3 本章小结  37-39
4 采场三维应力场及围岩破坏数值分析  39-51
  4.1 计算模型  39-41
  4.2 数值模拟结果分析  41-49
    4.2.1 不同采高下垂直应力分布特征分析  41-44
    4.2.2 不同采高下煤壁拉应力区的变化  44-47
    4.2.3 塑性破坏屈服区特征分析  47-49
  4.3 本章小结  49-51
5 工作面围岩控制技术分析  51-55
  5.1 工作面端面冒顶防治措施  51-52
  5.2 煤壁片帮防治措施  52
  5.3 澄合矿区5 号煤层综采支架阻力计算  52-54
  5.4 本章小结  54-55
6 结论  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-60
附录  60

澄合矿区5号煤综采采场矿压规律研究

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