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浅埋煤层大采高工作面矿压规律与“支架—围岩”关系研究

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浅埋煤层大采高工作面矿压规律与“支架—围岩”关系研究

作者：刘海胜西安科技大学

学位级别：硕士

陕北侏罗纪煤田广泛赋存着浅埋煤层，大采高综采已成为该区厚煤层安全高效开采的主要方法。多年的生产实践表明，浅埋煤层大采高工作面矿压显现强烈及“支架—围岩”关系认识不统一，围岩控制主要依靠传统理论与经验。因此，研究浅埋煤... 详细信息

陕北侏罗纪煤田广泛赋存着浅埋煤层，大采高综采已成为该区厚煤层安全高效开采的主要方法。多年的生产实践表明，浅埋煤层大采高工作面矿压显现强烈及“支架—围岩”关系认识不统一，围岩控制主要依靠传统理论与经验。因此，研究浅埋煤层大采高工作面矿压规律，揭示“支架—围岩”关系，对浅埋煤层大采高开采具有重要的理论与实践价值。本文分别对大柳塔煤矿4m采高20601综采工作面、大柳塔煤矿4.3m采高20604综采工作面、榆树湾煤矿5m采高20102综采工作面、补连塔煤矿5.5m采高32206综采工作面、张家峁煤矿6m采高15201综采工作面、纳林庙煤矿6.3m采高62105综采工作面和补连塔煤矿7m采高22303综采工作面共7个浅埋煤层大采高工作面的矿压实测数据进行了系统的分析，得出了浅埋煤层大采高工作面矿压显现基本规律。以张家峁煤矿15201综采工作面为原型，分别进行采高为4m、5m、6m和7m时矿压相似模拟实验对比研究，得出了浅埋煤层大采高工作面覆岩结构及运动规律。在现场实测和相似模拟实验的基础上，从支架工作阻力、动载系数、顶板来压步距和覆岩结构等方面分析了浅埋煤层大采高工作面矿压特征及影响因素。基于浅埋煤层大采高工作面“老顶—直接顶—（支架+煤壁）—底板”支撑系统，提出了“支架—围岩”关系的系统刚度模型，给出新的支架和煤壁刚度计算公式。根据“支架-围岩”系统刚度模型，给出了浅埋煤层大采高工作面支架的工作状态，结合覆岩结构模型，建立了“悬伸岩梁”力学模型和“台阶岩梁”力学模型，给出了支架工作阻力的计算公式。以榆树湾煤矿20102大采高工作面和张家峁煤矿15201大采高工作面为例，计算周期来压时控制顶板所需的最小支架工作阻力，计算结果与实测基本相近，验证了计算公式的可靠性。

关键词：浅埋煤层大采高矿压规律 “支架-围岩”关系围岩控制

浅埋煤层大采高工作面矿压规律与“支架-围岩”关系研究

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内蒙古煤炭经济 2014年第8期 128-129页

作者：张飞刘国臻内蒙古科技大学内蒙古包头014010

本文对浅埋煤大采高工作面矿压规律国内研究状况进行了详细的介绍后,并针对大柳地区的煤矿20602工作面、20605工作面、新疆榆树湾的煤矿20103工作面、大连祁连地区的煤矿32207工作面等地区的工作面进行系统的介绍,最后对浅埋煤层大采高... 详细信息

本文对浅埋煤大采高工作面矿压规律国内研究状况进行了详细的介绍后,并针对大柳地区的煤矿20602工作面、20605工作面、新疆榆树湾的煤矿20103工作面、大连祁连地区的煤矿32207工作面等地区的工作面进行系统的介绍,最后对浅埋煤层大采高工作面矿压特征及影响因素进行了系统分析,希望找出其中的规律。

关键词：浅埋煤层大采高矿压规律 “支架-围岩”关系围岩控制

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急斜煤层综放开采“支架—围岩”关系的研究

急斜煤层综放开采“支架—围岩”关系的研究

作者：张幼振西安科技大学

学位级别：硕士

本文结合新疆乌鲁木齐矿区的实践,利用现场实测、理论计算、相似模拟和数值模拟等手段,以急斜煤层综放开采“支架-围岩”相互作用关系为核心研究内容,对急斜煤层综放开采的工作面矿压显现规律、开采引起的上覆层结构形式、顶煤冒落特点... 详细信息

本文结合新疆乌鲁木齐矿区的实践,利用现场实测、理论计算、相似模拟和数值模拟等手段,以急斜煤层综放开采“支架-围岩”相互作用关系为核心研究内容,对急斜煤层综放开采的工作面矿压显现规律、开采引起的上覆层结构形式、顶煤冒落特点和支架合理结构的分析等相关内容全面地进行了研究,取得了一些有创建性的研究成果。通过现场矿压观测和围岩运动的监测,得出可靠的现场数据信息,总结了急斜煤层综放开采的工作面矿压显现规律及特点。与缓斜煤层长壁开采可能形成沿走向的“砌体梁”一类结构不同,急斜煤层水平分段开采,主要是在工作面上方顶煤和残留煤矸中,形成跨顶底板的“跨层拱”结构。文中利用散体力学、弹性力学等基础理论与计算机数值模拟的进一步验证及分析,深入研究了急斜综放开采上覆层的移动规律。为了进一步研究急斜煤层综放开采“支架-围岩”相互作用关系,揭示顶煤在围岩力学场中的作用,文中分析了急斜煤层破碎顶煤的冒落特点、力学特性等,并结合相似模拟实验提出对于煤层倾角较大的煤层,应适当提高分段高度。根据对上覆层结构及顶煤冒落特点的分析,得出急斜煤层综放开采“支架-围岩”系统的相互作用关系。急斜放顶煤支架有两种工作状态:支架处于 “给定载荷”工作状态和“临界载荷”工作状态,并相应给出了合理支护阻力的确定方法。结合对急斜煤层综放开采“支架-围岩”相互作用关系的认识。就目前在急斜综放面使用较多的轻型单摆杆放顶煤支架在急斜综放生产的适应性进行了分析与研究,对于完善和优化综放支架架型和配套设备,提高支架的可靠性等方面具有重要意义。

关键词：急斜煤层综放开采 “跨层拱”结构 “支架-围岩”关系支架结构分析

基于倾角效应的大采高采场顶板变形破坏规律研究

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煤炭工程 2022年第12期54卷 109-114页

作者：郭永红黄宝发解盘石陈建杰国能蒙西煤化工股份有限公司内蒙古乌海016062 西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 新疆焦煤(集团)有限责任公司新疆乌鲁木齐830025

为探究倾角效应下大采高采场顶板的变形破坏特征,在对顶板变形破坏、滑移充填特征综合分析的基础上,研究了不同倾角条件下大采高工作面顶板垮落运移充填规律。研究表明:受工作面倾角影响,围岩的变形破坏与充填形态呈现出明显的非对称特... 详细信息

为探究倾角效应下大采高采场顶板的变形破坏特征,在对顶板变形破坏、滑移充填特征综合分析的基础上,研究了不同倾角条件下大采高工作面顶板垮落运移充填规律。研究表明:受工作面倾角影响,围岩的变形破坏与充填形态呈现出明显的非对称特性,随工作面倾角增大,矸石支撑区域长度增加,充填矸石对顶板沿倾向和走向的非均衡约束效应增强,采场顶板受载与变形破坏特征及其破坏后所形成的堆砌-铰接结构的区域性特征愈发明显,中上部区域顶板破坏程度加大,易发生滑落、变形失稳,形成冲击来压,导致倾向不同区域支架非均衡受载的程度与失稳概率显著增大,“支架-围岩”系统稳定性大幅度降低,极易诱发工作面围岩灾变现象。

关键词：大采高滑移充填倾角效应 “支架-围岩”关系顶板稳定性控制

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相似材料模拟实验恒阻支架仿真控制系统

采矿与安全工程学报 2006年第1期23卷 119-122页

作者：吴文湘侯忠杰肖民西安科技大学能源学院陕西西安710054

相似材料模拟实验是煤矿开采实验研究不可替代的实验手段,实验中模拟支架的力学特性相似性是影响模拟实验是否准确的重要因素.目前模拟支架力学特性都是急增阻式,其模拟结论与实际存在较大的误差.为了使实验模拟支架与原型支架力学特性... 详细信息

相似材料模拟实验是煤矿开采实验研究不可替代的实验手段,实验中模拟支架的力学特性相似性是影响模拟实验是否准确的重要因素.目前模拟支架力学特性都是急增阻式,其模拟结论与实际存在较大的误差.为了使实验模拟支架与原型支架力学特性相似,在力学特性上到达恒阻的目的,开发了恒阻支架仿真控制系统.通过南梁煤矿综采“支架-围岩”关系模拟实验的应用,体现了该系统的优越性,该系统的完善将促进相似材料模拟实验水平的提高.

关键词：相似材料模拟实验长壁工作面 “支架-围岩”关系恒阻式模拟支架仿真控制系统