千万吨综采工作面等压过空巷技术研究

作     者：杜科科 

作者单位：山东科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴士良

授予年度：2011年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：空巷 覆岩运动规律 采动影响 数值模拟 “等压”技术 

摘      要：在回采工作面内分布着为早期工作面服务的各种巷道（空巷）,严重制约着工作面的安全生产和快速推进。神东矿区通过实践经验,初步提出了过空巷前留小煤柱停采等压技术,本文围绕等压相关参数的确定展开系统研究。 本文综合运用数值模拟、现场实测和理论研究等方法,对工作面过空巷期间顶板运动和矿压显现规律进行了分析研究,为确定等压相关参数提供了实践依据。根据FLAC3D数值分析软件模拟和空巷围岩运动现场监测,确定工作面由距空巷10m推至3m停采等压线的过程为采动影响剧烈阶段;在工作面等压过程中,空巷围岩应力发生前移、顶板压力以变性能的形式得到释放。通过现场实测支架工作阻力,采用理论公式估算出直接顶和老顶厚度,并预测空巷上方老顶断裂线位置,进而确定空巷上方顶板结构。 论文的重点是等压相关参数的确定,即等压小煤柱宽度W和等压时间T的确定。通过理论分析和现场实测相结合得到“等压小煤柱宽度W的确定原则为：煤柱留设宽度既要有利于上方顶板的运动,又可以阻止顶板的有害运动,并且可以达到卸压效果。“等压小煤柱宽度W可以采用能量方法和数值计算等理论研究方法确定。最有效的方法是通过现场矿压显现特征作为衡量标准来确定。一般取等压小煤柱宽度W=3～4m。“小煤柱等压时间T的确定原则为由顶板弹性变形量决定的弹性能基本释放完毕。具体确定方法为：在工作面停采等压时,派专门人员现场记录并绘制顶底板移近量曲线趋势图,当顶底板移近量曲线趋于平缓时可认为等压结束,开始割煤。也可以把空巷围岩和等压小煤柱A的矿压显现显著缓和作为等压结束的标志。等压时间一般控制在4-8h内。