在我國(guó)西北地區(qū),有大量的淺埋煤層,其典型的賦存特征是埋藏淺、基巖薄、上覆厚松散沙層。長(zhǎng)壁開采實(shí)踐表明,頂板關(guān)鍵層破斷后不易形成自身穩(wěn)定結(jié)構(gòu),且其破斷后的運(yùn)動(dòng)直接波及地表。淺埋煤層采場(chǎng)礦壓顯現(xiàn)劇烈,對(duì)礦井的安全開采帶來了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。因此,對(duì)淺埋煤層頂板關(guān)鍵層災(zāi)害機(jī)理的研究具有重要的意義。根據(jù)緩傾斜淺埋煤層頂板關(guān)鍵層的賦存特點(diǎn)和長(zhǎng)壁開采頂板關(guān)鍵層的斷裂下沉特征,應(yīng)用初始后屈曲理論和突變理論探討了初次來壓時(shí)頂板關(guān)鍵層的后屈曲性態(tài)和非穩(wěn)定性態(tài),確定了緩傾斜頂板關(guān)鍵層的臨界載荷,得到了緩傾斜頂板關(guān)鍵層的破斷步距和斷裂下沉的計(jì)算公式,求出了頂板破斷后的斷裂下沉量和回轉(zhuǎn)角,建立了緩傾斜煤層頂板關(guān)鍵層臺(tái)階下沉和回轉(zhuǎn)失穩(wěn)的判據(jù),確定了有無支護(hù)時(shí)頂板的臺(tái)階下沉量�；诘乇硐鲁令A(yù)測(cè)研究的邊值提法,對(duì)緩傾斜煤層開采時(shí)由于頂板關(guān)鍵層破斷引起的地表沉陷規(guī)律進(jìn)行了探討,給出了緩斜煤層采空區(qū)上覆巖土層任一點(diǎn)的位移和地表下沉的計(jì)算公式,確定了地表沉陷的范圍。論文最后以神東礦區(qū)大柳塔C202和1203工作面為工程實(shí)例,進(jìn)行了工程驗(yàn)證分析。研究結(jié)果表明,應(yīng)用初始后屈曲理論可以揭示緩傾斜淺埋煤層頂板關(guān)鍵層分岔點(diǎn)平衡構(gòu)形和屈曲后平衡路徑的穩(wěn)定性;煤層賦存條件、巖層傾角、巖體材料及結(jié)構(gòu)截面的幾何尺寸都會(huì)影響分岔點(diǎn)平衡路徑的穩(wěn)定性;頂板從破斷至斷裂下沉其平衡路徑不穩(wěn)定;頂板破斷后巖塊處于非平衡狀態(tài),巖塊的臺(tái)階下沉與回轉(zhuǎn)失穩(wěn)必居其一;臺(tái)階下沉是由單一巖塊逆向回轉(zhuǎn)引起的,臺(tái)階下沉與斷裂下沉之間存在著確定的關(guān)系;回轉(zhuǎn)失穩(wěn)是由兩巖塊相向回轉(zhuǎn)形成的,結(jié)構(gòu)呈瞬變體系是回轉(zhuǎn)失穩(wěn)的充分條件;地表沉陷的變形特征及地表的最大下沉量,不僅與煤層上方巖層及表土層的厚度、巖性、傾角等賦存條件有關(guān),還與破斷后巖塊的移動(dòng)曲線有關(guān),并且后者影響的程度更大。綜合應(yīng)用初始后屈曲理論和突變理論,可根據(jù)頂板結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征、巖體材料以及上覆厚松散沙層等賦存狀況,確定長(zhǎng)壁工作面初次來壓期間緩傾斜頂板關(guān)鍵層可能出現(xiàn)的災(zāi)害形式。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD327.2
【部分圖文】：

圖 2.1 淺埋煤層覆巖關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)分類厚單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu).2(a)為厚硬單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)的示意圖，從圖中可知該關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)只有且和煤層之間僅隔一層薄質(zhì)巖層，與其它關(guān)鍵層相比厚度和強(qiáng)度都單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)厚度很大，當(dāng)其破斷時(shí)會(huì)出現(xiàn)劇烈的礦壓顯現(xiàn)，不僅

9圖 2.2 淺埋煤層覆巖關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)硬厚單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)在 4 類頂板關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)中并不常見，國(guó)內(nèi)在山西大同礦區(qū)的淺埋煤層中有此種關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)，國(guó)外在印度的一些淺埋煤層中也有存在。圖 2.3 為山西大同礦區(qū)馬脊梁礦區(qū) 38354 工作面煤層覆巖關(guān)鍵層位置的判別結(jié)果，根據(jù)圖 2.3 可知，2#

9圖 2.2 淺埋煤層覆巖關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)硬厚單一關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)在 4 類頂板關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)中并不常見，國(guó)內(nèi)在山西大同礦區(qū)的淺埋煤層中有此種關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)，國(guó)外在印度的一些淺埋煤層中也有存在。圖 2.3 為山西大同礦區(qū)馬脊梁礦區(qū) 38354 工作面煤層覆巖關(guān)鍵層位置的判別結(jié)果，根據(jù)圖 2.3 可知，2#
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 賈后省;馬念杰;趙希棟;;淺埋薄基巖采煤工作面上覆巖層縱向貫通裂隙“張開—閉合”規(guī)律[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年12期

2 ;推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略研究[J];中國(guó)工程科學(xué);2015年09期

3 范立民;馬雄德;冀瑞君;;西部生態(tài)脆弱礦區(qū)保水采煤研究與實(shí)踐進(jìn)展[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年08期

4 郝彬彬;王春紅;洛鋒;;基于關(guān)鍵層理論的地表沉陷規(guī)律研究[J];煤炭技術(shù);2015年04期

5 ;國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》[J];煤化工;2014年06期

6 王家臣;王蕾;郭堯;;基于頂板與煤壁控制的支架阻力的確定[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年08期

7 劉學(xué)生;寧建國(guó);譚云亮;;近淺埋煤層頂板破斷力學(xué)模型研究[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2014年02期

8 屠洪盛;屠世浩;陳芳;王沉;馮宇峰;;基于薄板理論的急傾斜工作面頂板初次變形破斷特征研究[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2014年01期

9 楊治林;;緩斜煤層長(zhǎng)壁開采基巖老頂?shù)牟环�(wěn)定性態(tài)[J];巖土工程學(xué)報(bào);2013年S2期

10 黃長(zhǎng)國(guó);華心祝;;運(yùn)用彈性薄板理論預(yù)測(cè)采煤工作面基本頂來壓步距[J];煤礦安全;2013年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李金華;淺埋煤層采場(chǎng)覆巖破壞及地表移動(dòng)規(guī)律研究[D];西安科技大學(xué);2017年

2 張沛;淺埋煤層長(zhǎng)壁開采頂板動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)研究[D];西安科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 楊菊花;淺埋煤層頂板巖層結(jié)構(gòu)的非穩(wěn)定性態(tài)分析[D];西安科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2851082