發(fā)布時(shí)間：2017-11-22 10:28

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄煤開采巖層控制基礎(chǔ)理論研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)合殘采區(qū) 刀柱開采 中部殘煤 應(yīng)力分布 移動(dòng)變形 結(jié)構(gòu)形式 煤柱(群)穩(wěn)定性 可行性

【摘要】：復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄采殘煤在我國(guó)許多礦區(qū)廣泛賦存,其儲(chǔ)量可觀,具有良好的開采價(jià)值。近年來,越來越成為廣大研究學(xué)者和工程技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。受上下煤層多重柱式開采的疊加影響,復(fù)合殘采區(qū)中部整層棄煤開采時(shí)的礦壓顯現(xiàn)特征、采場(chǎng)巖層的移動(dòng)變形、可行性判定和礦壓控制技術(shù)等與傳統(tǒng)的殘采區(qū)上行開采、保護(hù)層卸壓開采、解放層卸壓開采和近距離煤層群開采等相比均具有較大的差異性和明顯的特殊性;資源整合推進(jìn)以來,許多礦區(qū)生產(chǎn)實(shí)踐中紛紛面臨著復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄煤的開采問題,卻缺乏成熟的理論體系與成套的技術(shù)方法來科學(xué)地指導(dǎo)其安全開采。因此,迫切需要深入、系統(tǒng)地開展復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄煤開采巖層控制基礎(chǔ)理論的研究。本文選取山西焦煤集團(tuán)公司西山煤電白家莊煤礦復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部棄采的7號(hào)殘煤為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析、相似模擬和數(shù)值模擬等研究方法,研究復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄煤開采采場(chǎng)巖層的應(yīng)力分布、移動(dòng)變形和結(jié)構(gòu)方式的時(shí)空演化規(guī)律,分析復(fù)合殘采區(qū)遺留煤柱(群)的穩(wěn)定性,探討復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄煤開采可行性的判定理論與方法,進(jìn)而形成指導(dǎo)中部整層棄煤安全高效開采的巖層控制理論。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)復(fù)合刀柱開采對(duì)采場(chǎng)巖層應(yīng)力分布的影響主要表現(xiàn)為:應(yīng)力分布經(jīng)歷了“原始平衡態(tài)——初始波態(tài)平衡——新波態(tài)平衡”的轉(zhuǎn)換與演化;中部殘煤開采過程中采場(chǎng)巖層應(yīng)力場(chǎng)的時(shí)空演化規(guī)律為:采場(chǎng)工作面兩側(cè)支承壓力會(huì)逐漸聚集與疊加,而其中部則表現(xiàn)出明顯的卸壓效應(yīng)。(2)復(fù)合刀柱開采對(duì)采場(chǎng)巖層移動(dòng)變形的影響主要表現(xiàn)為:移動(dòng)變形經(jīng)歷了“原始靜態(tài)——‘VVVV’態(tài)——新‘VVVV’態(tài)”的轉(zhuǎn)換與演化;中部殘煤開采過程中采場(chǎng)巖層變形場(chǎng)的時(shí)空演化規(guī)律為:采場(chǎng)頂板巖層的垂直位移會(huì)明顯增大,而其底板巖層的垂直位移由于底鼓效應(yīng)會(huì)微弱減小。(3)復(fù)合刀柱開采對(duì)采場(chǎng)巖層結(jié)構(gòu)形式的影響主要表現(xiàn)為:刀柱開采后,采場(chǎng)巖層結(jié)構(gòu)形式主要由下部煤層殘采區(qū)直接頂上方起承載作用的“承載層”組成,其力學(xué)模型可以簡(jiǎn)化為等效彈性受壓直桿(群)上受均布載荷的矩形平板,可以通過計(jì)算彈性受壓直桿上矩形平板的強(qiáng)度,分析和判別承載層的穩(wěn)定性;復(fù)合刀柱開采以后,采場(chǎng)巖層的結(jié)構(gòu)形式主要由上位層間巖層中起控制作用的“控制層”組成,其力學(xué)模型可以簡(jiǎn)化為等效彈性受壓直桿群(上)四邊固支受集中載荷的矩形平板,運(yùn)用載荷疊加法可以計(jì)算四邊固支受集中載荷彈性矩形平板撓度,進(jìn)而分析控制層的穩(wěn)定性。中部殘煤開采過程中采場(chǎng)巖層的結(jié)構(gòu)主體由“上控制層+下承載層”組成,其宏觀整體性和連續(xù)性基本能夠保持。(4)運(yùn)用極限強(qiáng)度理論的分析結(jié)果知,當(dāng)1.5sf?時(shí),復(fù)合殘采區(qū)遺留煤柱(群)的穩(wěn)定性良好;運(yùn)用漸進(jìn)破壞理論的分析結(jié)果知,當(dāng)復(fù)合殘采區(qū)遺留煤柱(群)中彈性區(qū)域的寬度2a滿足2a?0.65a或120.65a aa??時(shí),其能夠保持長(zhǎng)期穩(wěn)定,反之則不然;運(yùn)用尖點(diǎn)突變理論的分析結(jié)果知,復(fù)合殘采區(qū)遺留煤柱(群)屈服區(qū)域的寬度與煤柱寬度的比值大于88.08%時(shí),才會(huì)發(fā)生突變失穩(wěn)破壞。(5)基于“上控制層+下承載層”的巖層結(jié)構(gòu),提出了定量判別復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄煤開采可行性的技術(shù)方法。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD823

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳海山;;柯礦殘采回收實(shí)踐[J];新疆有色金屬;1993年01期

2 唐紅波;李三治;;梳理資源 因地制宜 大膽創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)殘采工作新突破——論上宮金礦Ⅱ號(hào)脈殘采[J];科技致富向?qū)?2011年15期

3 柳云龍;;衰老礦井殘采塊段安全高效回采[J];中國(guó)科技信息;2011年05期

4 賈光勝,李晉平,康立軍,李洪武,王建強(qiáng),胡守平;綜放高效回收殘采區(qū)的試驗(yàn)研究[J];煤礦開采;1999年04期

5 王成東;;下盤脈外工程在殘采中的應(yīng)用[J];黃金科學(xué)技術(shù);2006年03期

6 石國(guó)榮;;淺談煤礦殘采中的安全措施[J];礦業(yè)快報(bào);2007年07期

7 程宏;楊久林;溫海民;康志強(qiáng);;某礦殘采邊坡應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律模擬研究[J];現(xiàn)代礦業(yè);2011年07期

8 覃和醒;加強(qiáng)地質(zhì)和殘采工作延長(zhǎng)礦山壽命[J];有色金屬(礦山部分);2004年03期

9 邱俊剛;王卓;王瑞星;劉兆滿;趙杰;;殘采貧礦回收技術(shù)研究[J];中國(guó)礦山工程;2011年06期

10 田振清;;煤礦殘采采區(qū)的開采方案設(shè)計(jì)研究[J];內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì);2007年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉黨權(quán);佘昌亞;孫德勝;;湖北三鑫公司殘采中段資源的充分回收及利用[A];全國(guó)金屬礦山采礦新技術(shù)學(xué)術(shù)研討與技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

2 楊紅軍;;緩薄礦體殘采工藝研究[A];2010'中國(guó)礦業(yè)科技大會(huì)論文集[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 谷延玲　鐘雪梅;康礦依靠科技破解殘采難題[N];邯鄲日?qǐng)?bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 馮國(guó)瑞;殘采區(qū)上行開采基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究[D];太原理工大學(xué);2009年

2 王建國(guó);殘采期撫順西露天礦邊坡動(dòng)力響應(yīng)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 白錦文;復(fù)合刀柱式殘采區(qū)中部整層棄煤開采巖層控制基礎(chǔ)理論研究[D];太原理工大學(xué);2016年

2 游勛;金鑫金礦殘礦資源回收方案優(yōu)選及其安全性評(píng)價(jià)[D];江西理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1214388