大傾角煤層長壁采場煤矸互層頂板破斷機理研究
發(fā)布時間：2022-01-07 08:48
大傾角煤層煤矸互層頂板賦存不穩(wěn)定、強度低、易失穩(wěn)是大傾角煤層開采較為常見的一種圍巖災害現象,嚴重影響工作面的安全高效生產。研究大傾角煤層長壁采場煤矸互層頂板破斷機理對豐富復雜條件下煤層開采理論、指導現場工程實踐具有重要意義。本文結合物理相似實驗、數值仿真計算、現場工程實踐和理論分析相結合的研究方法,研究了大傾角煤矸互層頂板破壞影響因素對煤矸互層頂板的作用機理及礦壓顯現規(guī)律,結果表明:大傾角煤層采場煤矸互層頂板破斷受夾矸層厚度及軟弱強度、傾角、工作面傾斜長度以及支架的反復支撐等主要因素影響。夾矸層越薄及強度越低,煤矸互層頂板破壞越明顯;煤層傾角和工作面斜長的增加使煤矸互層頂板受力不均衡性更加明顯;支架對煤矸互層頂板的反復支撐促進了頂板變形、破裂和發(fā)展,進而導致煤矸互層頂板的二次疊加破壞。煤矸互層頂板大傾角工作面初次來壓步距較非煤矸互層頂板時大,周期來壓步距接近,煤矸互層頂板易在支架上方發(fā)生斷裂漏冒,開采時夾矸層厚度及軟弱強度對煤矸互層頂板支承壓力的影響比較顯著。大傾角煤矸互層頂板破壞時,軟煤線裂隙發(fā)育優(yōu)先于硬夾矸裂隙發(fā)育,軟煤先破壞,但由于煤矸互層頂板本身的層位關系及時間、重力相互作用效...
【文章來源】：西安科技大學陜西省
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Epsilon軸向、環(huán)向引伸計
2工程地質概況及煤巖力學參數測定13圖2.5萬測液壓式萬能材料試驗機圖2.6數顯游標卡尺2.3.2巖石試樣選取及加工本次單軸抗壓及劈裂（抗拉）實驗主要針對5#煤、夾矸和基本頂試樣，現場鉆取巖芯并加工成規(guī)格為Φ50mm×H100mm、Φ50mm×H25mm標準試件。本次試驗樣本數量有限，對比試驗數量較少，夾矸單軸壓縮試驗，選取了取自三個位置共9個巖石試樣，7號樣品強度劣化達不到試驗要求，實際測試8個試樣，其中2、3、4號試樣取自距切眼120m處直接頂，5、6、8號試樣取自距切眼150m處直接頂，1號9號試樣取自距切眼180m處直接頂�；卷攩屋S壓縮試驗，選取了取自兩個不同位置共4個巖石試樣，見圖2.7所示。圖2.7煤巖樣及加工后的巖樣試件2.3.3實驗過程及其測試結果及分析（1）煤樣點荷載測試通過對所收集煤巖樣進行點荷載測試，見圖2.8所示。煤的破壞特征可知，煤體具有明顯的脆性、各向異性特征，破壞具有突發(fā)、崩裂性，易形成大量的小破碎體，破碎面比較規(guī)則。
2工程地質概況及煤巖力學參數測定13圖2.5萬測液壓式萬能材料試驗機圖2.6數顯游標卡尺2.3.2巖石試樣選取及加工本次單軸抗壓及劈裂（抗拉）實驗主要針對5#煤、夾矸和基本頂試樣，現場鉆取巖芯并加工成規(guī)格為Φ50mm×H100mm、Φ50mm×H25mm標準試件。本次試驗樣本數量有限，對比試驗數量較少，夾矸單軸壓縮試驗，選取了取自三個位置共9個巖石試樣，7號樣品強度劣化達不到試驗要求，實際測試8個試樣，其中2、3、4號試樣取自距切眼120m處直接頂，5、6、8號試樣取自距切眼150m處直接頂，1號9號試樣取自距切眼180m處直接頂�；卷攩屋S壓縮試驗，選取了取自兩個不同位置共4個巖石試樣，見圖2.7所示。圖2.7煤巖樣及加工后的巖樣試件2.3.3實驗過程及其測試結果及分析（1）煤樣點荷載測試通過對所收集煤巖樣進行點荷載測試，見圖2.8所示。煤的破壞特征可知，煤體具有明顯的脆性、各向異性特征，破壞具有突發(fā)、崩裂性，易形成大量的小破碎體，破碎面比較規(guī)則。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大傾角煤層綜采工作面再生頂板與支架失穩(wěn)機理[J]. 楊科,池小樓,劉欽節(jié),劉文杰,劉帥. 煤炭學報. 2020(09)
[2]大傾角煤層長壁綜采:進展、實踐、科學問題[J]. 伍永平,贠東風,解盤石,王紅偉,郎丁,胡博勝. 煤炭學報. 2020(01)
[3]大傾角偽俯斜采場頂板運移規(guī)律實驗研究[J]. 解盤石,田雙奇,段建杰. 煤炭學報. 2019(10)
[4]基于大范圍巖層控制技術的大傾角煤層區(qū)段煤柱失穩(wěn)機理[J]. 伍永平,皇甫靖宇,解盤石,胡博勝,劉孔智. 煤炭學報. 2018(11)
[5]大傾角大采高采場傾向梯階結構演化及穩(wěn)定性分析[J]. 解盤石,伍永平,羅生虎,王紅偉,郎丁. 采礦與安全工程學報. 2018(05)
[6]大傾角煤層組合覆巖結構力學特征及失穩(wěn)判據研究[J]. 曹君林,張軍,馬浩. 煤炭技術. 2018(06)
[7]煤矸互層頂板大傾角大采高工作面覆巖活動規(guī)律相似模擬研究[J]. 伍永平,武永強,解盤石,王紅偉,呂文玉. 煤炭工程. 2018(01)
[8]大傾角工作面復合頂板開采冒頂原因及處理措施研究[J]. 解鵬濤. 煤炭科技. 2017(03)
[9]基于3DEC的多節(jié)理巖體巖梁失穩(wěn)機理研究[J]. 劉丹. 煤礦安全. 2017(08)
[10]大傾角煤層開采“關鍵域”巖體結構穩(wěn)定性分析[J]. 王紅偉,伍永平,解盤石,李延軍. 采礦與安全工程學報. 2017(02)
本文編號：3574230
【文章來源】：西安科技大學陜西省
【文章頁數】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Epsilon軸向、環(huán)向引伸計
2工程地質概況及煤巖力學參數測定13圖2.5萬測液壓式萬能材料試驗機圖2.6數顯游標卡尺2.3.2巖石試樣選取及加工本次單軸抗壓及劈裂（抗拉）實驗主要針對5#煤、夾矸和基本頂試樣，現場鉆取巖芯并加工成規(guī)格為Φ50mm×H100mm、Φ50mm×H25mm標準試件。本次試驗樣本數量有限，對比試驗數量較少，夾矸單軸壓縮試驗，選取了取自三個位置共9個巖石試樣，7號樣品強度劣化達不到試驗要求，實際測試8個試樣，其中2、3、4號試樣取自距切眼120m處直接頂，5、6、8號試樣取自距切眼150m處直接頂，1號9號試樣取自距切眼180m處直接頂�；卷攩屋S壓縮試驗，選取了取自兩個不同位置共4個巖石試樣，見圖2.7所示。圖2.7煤巖樣及加工后的巖樣試件2.3.3實驗過程及其測試結果及分析（1）煤樣點荷載測試通過對所收集煤巖樣進行點荷載測試，見圖2.8所示。煤的破壞特征可知，煤體具有明顯的脆性、各向異性特征，破壞具有突發(fā)、崩裂性，易形成大量的小破碎體，破碎面比較規(guī)則。
2工程地質概況及煤巖力學參數測定13圖2.5萬測液壓式萬能材料試驗機圖2.6數顯游標卡尺2.3.2巖石試樣選取及加工本次單軸抗壓及劈裂（抗拉）實驗主要針對5#煤、夾矸和基本頂試樣，現場鉆取巖芯并加工成規(guī)格為Φ50mm×H100mm、Φ50mm×H25mm標準試件。本次試驗樣本數量有限，對比試驗數量較少，夾矸單軸壓縮試驗，選取了取自三個位置共9個巖石試樣，7號樣品強度劣化達不到試驗要求，實際測試8個試樣，其中2、3、4號試樣取自距切眼120m處直接頂，5、6、8號試樣取自距切眼150m處直接頂，1號9號試樣取自距切眼180m處直接頂�；卷攩屋S壓縮試驗，選取了取自兩個不同位置共4個巖石試樣，見圖2.7所示。圖2.7煤巖樣及加工后的巖樣試件2.3.3實驗過程及其測試結果及分析（1）煤樣點荷載測試通過對所收集煤巖樣進行點荷載測試，見圖2.8所示。煤的破壞特征可知，煤體具有明顯的脆性、各向異性特征，破壞具有突發(fā)、崩裂性，易形成大量的小破碎體，破碎面比較規(guī)則。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]大傾角煤層綜采工作面再生頂板與支架失穩(wěn)機理[J]. 楊科,池小樓,劉欽節(jié),劉文杰,劉帥. 煤炭學報. 2020(09)
[2]大傾角煤層長壁綜采:進展、實踐、科學問題[J]. 伍永平,贠東風,解盤石,王紅偉,郎丁,胡博勝. 煤炭學報. 2020(01)
[3]大傾角偽俯斜采場頂板運移規(guī)律實驗研究[J]. 解盤石,田雙奇,段建杰. 煤炭學報. 2019(10)
[4]基于大范圍巖層控制技術的大傾角煤層區(qū)段煤柱失穩(wěn)機理[J]. 伍永平,皇甫靖宇,解盤石,胡博勝,劉孔智. 煤炭學報. 2018(11)
[5]大傾角大采高采場傾向梯階結構演化及穩(wěn)定性分析[J]. 解盤石,伍永平,羅生虎,王紅偉,郎丁. 采礦與安全工程學報. 2018(05)
[6]大傾角煤層組合覆巖結構力學特征及失穩(wěn)判據研究[J]. 曹君林,張軍,馬浩. 煤炭技術. 2018(06)
[7]煤矸互層頂板大傾角大采高工作面覆巖活動規(guī)律相似模擬研究[J]. 伍永平,武永強,解盤石,王紅偉,呂文玉. 煤炭工程. 2018(01)
[8]大傾角工作面復合頂板開采冒頂原因及處理措施研究[J]. 解鵬濤. 煤炭科技. 2017(03)
[9]基于3DEC的多節(jié)理巖體巖梁失穩(wěn)機理研究[J]. 劉丹. 煤礦安全. 2017(08)
[10]大傾角煤層開采“關鍵域”巖體結構穩(wěn)定性分析[J]. 王紅偉,伍永平,解盤石,李延軍. 采礦與安全工程學報. 2017(02)
本文編號：3574230
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