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鑫珠春公司一_5煤基于膏体充填的连续开采技术研究

作　者: 高同文
导　师: 单智勇
学　校: 河南理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 膏体充填连续升采数值模拟岩层控制
分类号: TD823.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以鑫珠春公司54采区54001和54002工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的方法,对一5煤基于膏体充填的连续开采技术进行了系统研究。首先,以鑫珠春公司54采区为背景,介绍了膏体充填连续开采试验采区工程概况和系统布置,同时还分析了膏体充填连续开采的优越性和技术特征;接着,介绍了其关键技术和设备；最后,以54002工作面为原型,建立FLAC三维数值计算模型,进行膏体充填连续开采的顶底板破坏规律模拟研究,并对模拟结果进行分析,同时用现场观测结果对其进行了验证。通过上述研究,验证了一5煤基于膏体充填的连续开采技术在鑫珠春公司推广应用的可行性和有效性：一方面该技术可以延长鑫珠春公司有效服务年限,实现工作面作业生产的连续化,减少工作面搬家时间,提高鑫珠春公司煤炭生产效率和经济效益；另一方面膏体充填对顶底板岩层控制较好,在整个开采过程中工作面应力无突变,矿压无明显显现,地表沉陷和底板破坏深度均控制在理想范围内,完全满足鑫珠春公司地表建筑物保护和底板承压水上安全采煤的技术要求。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-22
  1.1 研究的背景和意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-19
    1.2.1 国内外充填采煤技术的研究现状  12-16
    1.2.2 国内外承压水上采煤技术的研究现状  16-18
    1.2.3 国内外煤矿回采顺序的应用现状  18-19
  1.3 研究的内容与方法  19-22
    1.3.1 研究的主要内容  19-20
    1.3.2 研究的主要方法  20-22
2 鑫珠春公司膏体充填连续开采工程概况  22-40
  2.1 膏体充填连续开采试验采区工程概况  22-26
    2.1.1 试验采区位置及范围  22
    2.1.2 试验采区的地表建筑物分布情况  22-23
    2.1.3 煤层及顶底板岩层特征  23-25
    2.1.4 水文地质特征  25-26
    2.1.5 主要地质构造  26
    2.1.6 瓦斯、煤尘与地温  26
  2.2 膏体充填连续开采系统布置  26-32
    2.2.1 通风系统布置  27-28
    2.2.2 防尘与消防系统布置  28-29
    2.2.3 运输系统布置  29-30
    2.2.4 排水系统布置  30-31
    2.2.5 液压系统布置  31
    2.2.6 供电系统布置  31-32
    2.2.7 通讯和照明系统布置  32
  2.3 膏体充填连续开采的优越性和技术特征  32-38
  2.4 本章小结  38-40
3 膏体充填连续开采的关键技术与设备  40-66
  3.1 连续开采的膏体材料配比方案  40
  3.2 连续开采的膏体充填模板稳设与回撤  40-43
    3.2.1 充填模板的稳设  40-41
    3.2.2 充填模板的回撤  41
    3.2.3 工作面充填管、布料管的连接  41
    3.2.4 模板稳设方法及具体要求  41-43
  3.3 连续开采的充填工艺  43-45
    3.3.1 充填工艺流程  44
    3.3.2 充填工艺流程说明  44-45
  3.4 基于膏体充填的连续开采无煤柱留巷技术  45-49
    3.4.1 留巷工作面布置情况  45-46
    3.4.2 膏体充填无煤柱留巷矿压观测及分析  46-49
  3.5 膏体充填连续开采工作面快速搬家技术  49-51
    3.5.1 设备拆除前的准备工作  49-50
    3.5.2 设备的搬迁  50-51
  3.6 膏体充填连续开采的主要设备  51-55
    3.6.1 破碎设备  51-52
    3.6.2 充填设备  52-54
    3.6.3 充填管路选型  54
    3.6.4 充填钻孔管选型  54-55
    3.6.5 充填泵的选型  55
  3.7 专用充填液压模板支架的研制  55-65
    3.7.1 研制专用充填液压模板支架的必要性  55-56
    3.7.2 研制综采支架与膏体充填自动模板的主要技术参数  56-57
    3.7.3 确定专用充填液压模板支架研制方案  57-59
    3.7.4 专用充填液压模板支架主要技术特征  59-60
    3.7.5 专用充填液压模板支架结构特征  60-61
    3.7.6 支架的工作原理及特点  61-62
    3.7.7 专用充填液压模板支架移架时的操作顺序  62-65
  3.8 本章小结  65-66
4 膏体充填连续开采工作面顶底板破坏规律研究  66-88
  4.1 54002工作面概况  66
  4.2 数值计算模型的建立  66-69
    4.2.1 几何模型的建立  66-68
    4.2.2 本构模型和力学模拟参数的选取  68
    4.2.3 初始应力和边界条件  68-69
    4.2.4 工作面顶底板测点的布置  69
  4.3 膏体充填连续开采工作面顶板移动特点  69-72
  4.4 膏体充填连续开采工作面底板移动特点  72-74
  4.5 膏体充填连续开采工作面底板采动破坏深度分析  74-77
  4.6 膏体充填连续开采和垮落法开采工作面受力对比  77-82
    4.6.1 两种开采方法推进不同距离时沿工作面倾向剖面受力对比  77-79
    4.6.2 两种开采方法推进不同距离时沿工作面走向剖面受力对比  79-82
  4.7 实测结果与数值模拟结果的对比  82-85
    4.7.1 地表沉陷实测结果与顶板下沉数值模拟结果的对比  82-83
    4.7.2 底板破坏实测结果与数值模拟结果的对比  83-85
  4.8 本章小结  85-88
5 结论与展望  88-90
  5.1 主要结论  88
  5.2 展望  88-90
参考文献  90-94
作者简历  94-96
学位论文数据集  96

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