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羊场湾煤矿6.2m采高综采面矿压规律研究

作　者: 王永洪
导　师: 李龙清
学　校: 西安科技大学
专　业: 采矿工程
关键词: 羊场湾煤矿 6.2m采高 支架工作阻力 矿压规律 煤壁片帮
分类号: TD323
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


羊场湾煤矿Y120202综采面平均煤厚约7.1m,平均采高5.5m,采用厚煤层大采高一次采全厚综合机械化采煤法,以羊场湾煤矿Y120202综采面为工程背景,采用现场观测、相似材料模拟、数值模拟和理论分析等方法,主要研究了大采高工作面矿压显现特征、煤壁片帮机理和合理支架工作阻力的确定。通过对现场实测的支架工作阻力数据进行分析,得到了直接顶垮落步距为27.435.8m,平均31.6m,基本顶初次垮落步距为35.448.6m,平均43.0m,基本顶周期来压步距平均为20.1m;实测各支架加权工作阻力和最大工作阻力平均值分别为4278kN、7182kN,分别占额定工作阻力的42.78%、71.82%,表明现在使用的支架工作阻力能满足来压的要求;工作面超前支承压力峰值位置为煤壁前方8.2m,超前支承应力集中系数1.63;煤壁片帮3种型式:半煤壁片帮、片帮冒顶、整体片帮。通过相似材料模拟试验,对实验观测数据进行分析,得到了直接顶初次垮落步距为32.5m,基本顶初次垮落步距为47.5m,基本顶周期垮落步距平均值为25m,与现场实测数据基本一致;支架大部分初撑力都分布在额定初撑力7600kN附近,工作面支架工作阻力普遍在8000kN左右,表明额定工作阻力11000kN的支架能够满足工作面顶板来压时的控制要求,与现场实测数据基本相符。采用FLAC3D数值模拟软件,对工作面推进过程覆岩状态及基本顶初次来压、周期来压、裂隙贯通时支架工作阻力与顶板下沉量关系进行了模拟,数值模拟结果表明:顶板垮落状态与相似材料模拟现象基本一致;当采高为6.2m时,求得合理的支架工作阻力为11136kN,与现场实测和相似材料模拟的结果基本相符。采用“压杆”理论初步分析了煤壁的片帮机理,并将分析结果与现场实测结果进行了比较,认为煤壁片帮可能发生两种形式:一种是半煤壁片帮,煤壁首先在距底板0.65倍采高处失稳;另一种是整个煤壁片帮。不同软硬程度的煤呈现出不同的片帮型式。论文的研究将丰富大采高工作面的矿压理论,并为类似地质条件下的大采高工作面矿压规律提供参考依据。

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中图分类: > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿山压力与岩层移动 > 回采工作面压力
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