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“三软”煤层炮采放顶煤工作面支护优化研究

作　者: 姜志刚
导　师: 王国际；勾攀峰
学　校: 河南理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: “三软”煤层 矿压显现 放顶煤 支护参数优化
分类号: TD355
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 64次
引　用: 1次
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内容摘要


我国对于“三软”煤层采场顶板控制技术进行了大量的研究,取得了一定的成果,但是还有一些问题需要去解决。由于“三软”煤层地质条件的特殊性,造成顶板控制效果不理想,支护效率低,顶板事故频发等现象发生,因此研究出一套合理的顶板控制技术十分必要。本文对豫西教学三矿16081工作面进行了大量的现场观测,掌握了工作面矿压显现特征及支承压力分布情况,得出“三软”厚煤层采场顶板来压机理。结合UDEC数值模拟和实验室相似模拟试验进行分析,对“三软”煤层采场围岩应力分布规律和上覆岩层运移规律进行研究,得出采场顶板来压步距和强度、采场超前支护范围等重要参数。结合现场采场控制中出现的问题,根据“三软”煤层地质条件,参考工作面的支护参数和影响顶煤采出率等相关因素,对原有控制方案进行优化,提出一整套采场支护和放煤工艺改进方案。最终采用悬移支架取代单体液压支柱配合Π钢梁的支护方案,经现场检验,改善了回采工作面顶底板控制状态,提高了顶煤放出率,确保了矿井安全生产。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 引言  10-18
  1.1 问题的提出和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 上覆岩层运动规律  11-13
    1.2.2 采场支承压力分布规律研究现状  13
    1.2.3 "三软"煤层研究现状  13-15
  1.3 主要研究方法和技术路线  15-18
2 矿压观测及其显现规律分析研究  18-40
  2.1 矿井概况  18-21
    2.1.1 地质概况  18-19
    2.1.2 开采技术条件  19-21
  2.2 矿压观测内容及方案  21-24
    2.2.1 观测目的及内容  21
    2.2.2 矿压观测方案  21-23
    2.2.3 矿压观测设备介绍  23-24
  2.3 采场顶板运动规律与矿压显现特征  24-38
    2.3.1 矿压观测数据处理  24-26
    2.3.2 矿压观测数据分析  26-38
  2.4 本章小结  38-40
3 采场上覆岩层活动规律的数值模拟  40-48
  3.1 建立数值模型目的  40-41
  3.2 数值模型建立  41-43
    3.2.1 计算模型范围确定  41
    3.2.2 模型边界条件确定及应力加载  41-42
    3.2.3 岩体力学参数选取  42
    3.2.4 模型开挖  42
    3.2.5 模型准则选取  42-43
  3.3 模拟结果分析  43-47
  3.4 本章小结  47-48
4 采场上覆岩层活动规律的相似模拟  48-64
  4.1 相似材料模拟理论  48-49
  4.2 相似模拟试验设计  49-51
    4.2.1 试验目的和任务  49
    4.2.2 相似材料选取  49-50
    4.2.3 原型地质条件  50
    4.2.4 相似参数确定  50-51
  4.3 模型制作  51-56
    4.3.1 相似材料配比及用量计算  51-52
    4.3.2 模型建立  52-53
    4.3.3 模型加载过程  53-54
    4.3.4 试验进行过程及观测方法  54-56
  4.4 试验结果分析  56-61
    4.4.1 采场上覆岩层移动特点  56-58
    4.4.2 上覆岩层结构及稳定性分析  58-60
    4.4.3 采场围岩应力分析  60-61
  4.5 本章小结  61-64
5 采场支护优化  64-78
  5.1 工作面π型梁对棚支护优化  64-70
    5.1.1 工作面支护现状评价  64-66
    5.1.2 工作面支护优化设计  66-69
    5.1.3 采场支护优化后的现场工业性试验  69-70
  5.2 放顶煤工艺优化设计  70-71
  5.3 回采工作面支护工艺优化  71-76
    5.3.1 整体组合简易液压支架选型  72-74
    5.3.2 支架工作面布置及超前支护  74-75
    5.3.3 支架应用情况  75-76
    5.3.4 整体组合简易液压支架放煤方式  76
  5.4 本章小结  76-78
6 结论及展望  78-80
  6.1 主要结论  78-79
  6.2 论文不足与展望  79-80
参考文献  80-84
作者简历  84-86
学位论文数据集  86

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿井支护与设备 > 回采工作面支护
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