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基于不同采放比浅埋厚煤层综放面动载冲击效应研究

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基于不同采放比浅埋厚煤层综放面动载冲击效应研究

作者：罗明河南理工大学

学位级别：硕士

浅埋厚煤层开采过程中,覆岩顶板受到扰动后将发生瞬间破断失稳,致使工作面前方煤岩体处于动静载叠加响应状态并易诱发动力灾害。随煤矿开采技术和设备研发的不断发展,对放顶煤开采工艺提出更高要求,尤其对埋深浅、基岩薄及松散载荷厚等... 详细信息

浅埋厚煤层开采过程中,覆岩顶板受到扰动后将发生瞬间破断失稳,致使工作面前方煤岩体处于动静载叠加响应状态并易诱发动力灾害。随煤矿开采技术和设备研发的不断发展,对放顶煤开采工艺提出更高要求,尤其对埋深浅、基岩薄及松散载荷厚等浅埋煤层地质条件。本文以浅埋厚煤层覆岩顶板和工作面前方煤壁稳定为研究对象,采用了相似模拟、数值计算、现场监测及理论计算验证等研究方法,深入研究了浅埋厚煤层采动顶板空间结构演化特征及不同采放比下覆岩破断位态影响,浅埋厚煤层上覆岩层失稳机理、动载效应及不同采放比所对应不同破断位态动载效应特征,最终揭示了不同采放比综放面动载冲击响应规律。(1)分析得到了浅埋煤厚煤层覆岩顶板初次来压步距及覆岩演化过程,揭示了不同采放比下超前支承应力峰值特征以及峰值与煤壁距离的规律。确定了超前支承压力与顶板破断位置内在关联性。(2)引用顶板破断失稳动载冲击理论,确定了影响浅埋厚煤层顶板破断失稳时动载冲击应力幅值差异的主要因素,分析了主要因素与动载冲击应力幅值间非线性关系。得到了动载冲击应力幅值的大小与顶板破断位置及煤层厚度的相关性,构建了动载冲击应力幅值与不同采放比间内在关联性。(3)基于煤岩体在动载冲击作用下其全应力-应变响应特征,分析了不同动载应力对煤岩体响应特征。得到了不同采放比所对应不同破断位态时的动载冲击应力时程曲线以及其应力时程曲线间的差异性特征和相关性,明确了不同采放比其所对应的动载冲击应力幅值存在显著相关性。(4)分析了小采放比顶板破断对综放面动载冲击传播特征及响应全过程,并基于“扰动强度”理念,揭示了不同采放比综放工作面扰动强度特征,表明了不同采放比对覆岩破断位态的影响,将致使综放面动载冲击响应伴随同步差异性。图48幅,表9个,参考文献121篇。

关键词：浅埋厚煤层采放比综放面采动动载破断位态动载冲击

特厚煤层综放开采顶煤冒放影响因素及合理采放比研究

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陕西煤炭 2023年第4期42卷 55-58页

作者：卢恒仵振华王禹昌国能神东煤炭集团大柳塔煤矿陕西榆林719315

基于西北某矿8209工作面的围岩地质条件,对特厚煤层综放开采顶煤冒放性的影响因素进行分析,显示顶煤的冒放性与煤体强度、煤层埋深、煤体裂隙发育、夹矸及顶板条件相关。根据综放工作面顶煤冒落充分松散的必要条件,计算得到采煤高度不低... 详细信息

基于西北某矿8209工作面的围岩地质条件,对特厚煤层综放开采顶煤冒放性的影响因素进行分析,显示顶煤的冒放性与煤体强度、煤层埋深、煤体裂隙发育、夹矸及顶板条件相关。根据综放工作面顶煤冒落充分松散的必要条件,计算得到采煤高度不低于3.2 m,并利用数值模拟软件FLAC3D研究不同采高下超前支承压力的分布规律及顶煤破坏特征。结果显示,采高3.9 m时,工作面超前支承压力峰值最大,影响范围最大,顶煤能够完整的破坏;但当采高大于3.9 m时,随着采高的继续增大,煤壁加剧破坏,不利于工作面前方的稳定性,因此采高为3.9 m时的采放比(1∶3.514)最合理。

关键词：顶煤冒放性综放开采采放比数值分析

基于FLAC3D的厚煤层合理采放比的确定方法研究

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计算机应用与软件 2013年第1期30卷 203-205,237页

作者：孙臣良张峰辽宁工程技术大学资源与环境工程学院

利用FLAC3D数值模拟软件构建煤层及其顶底板岩层三维赋存状态和应力状态,模拟不同采高下煤层在开挖过程采动影响下顶底板应力动态位移变化,选取合理的割煤高度,结合煤层条件确定最优的采放比,保证矿井高产高效的安全生产。

关键词：数值模拟应力采放比

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近距离煤层同采合理采放比的研究确定

煤炭工程 2012年第S1期44卷 94-96页

作者：王晓中国煤炭科工集团北京华宇工程有限公司陕西西安710075

根据泉店煤矿的煤岩层地质条件,构建出PFC散体颗粒流二维数值模型,模拟分析了在近距离煤层联合开采时,下组煤层在放煤过程中的煤岩流动规律,根据在不同采放比下的混矸规律,最终得出在联合开采下合理的采放比。

关键词：近距离煤层煤岩冒放综放开采采放比

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综放开采不同采放比的采场矿压特征

金属矿山 2013年第10期42卷 8-11页

作者：王金安高治国王利刘腾北京科技大学土木与环境工程学院

以甘肃省华亭矿区为研究对象,通过离散元UDEC数值模拟建立7种不同采放比工况,针对优化采放比、适当提高综放工作面回采率后安全回采的可行性问题进行研究,得出采放比为1∶2.5的工况为最优方案,提高回采率的同时保证了安全回采的可行性,... 详细信息

以甘肃省华亭矿区为研究对象,通过离散元UDEC数值模拟建立7种不同采放比工况,针对优化采放比、适当提高综放工作面回采率后安全回采的可行性问题进行研究,得出采放比为1∶2.5的工况为最优方案,提高回采率的同时保证了安全回采的可行性,为相似煤层综放工作面合理采放比的确定提供了一定依据。

关键词：综放工作面采放比 UDEC离散元

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煤矿开采过程中采放比的确定

煤炭与化工 2017年第8期40卷 6-8,11页

作者：司金文河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454150 山西煤炭运销集团南河煤业有限公司山西晋城048400

为研究不同采放比的覆岩裂隙范围,采用理论计算和数值模拟实验相结合的方法,对采后的裂隙带范围进行了分析。采用理论分析对综放采高为8 m时的裂隙带范围进行了计算,得到裂隙带的范围大约是53.8~100 m。采用UDEC数值模拟的方法对不同采... 详细信息

为研究不同采放比的覆岩裂隙范围,采用理论计算和数值模拟实验相结合的方法,对采后的裂隙带范围进行了分析。采用理论分析对综放采高为8 m时的裂隙带范围进行了计算,得到裂隙带的范围大约是53.8~100 m。采用UDEC数值模拟的方法对不同采放比时的裂隙带范围进行了实验分析,从分析结果看出,裂隙带高度在理论计算的数值范围内,并且可以得出,随着采放比的不断增加裂隙范围也是在不断的减小的。最终基于矿井的生产具体条件确定采放比为1∶1,即采4 m放4 m。

关键词：综放开采裂采比采放比数值模拟

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不同采放比综放面支承压力分布规律研究

能源技术与管理 2014年第6期39卷 54-56页

作者：王俊章山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿山西长治046000

在放顶煤开采过程中,机采高度的增加将引起工作面超前支承压力的相应变化,从而影响放顶煤的设备选型、采出率及工作面安全生产。通过理论分析了不同采放比工作面支承压力的变化情况,进而建立UDEC数值模型,对不同采放比下综放工作面的超... 详细信息

在放顶煤开采过程中,机采高度的增加将引起工作面超前支承压力的相应变化,从而影响放顶煤的设备选型、采出率及工作面安全生产。通过理论分析了不同采放比工作面支承压力的变化情况,进而建立UDEC数值模型,对不同采放比下综放工作面的超前支承压力变化规律进行分析比较,得出其变化规律。该结论对确定放顶煤合理采放比和设备选型有一定的参考价值。

关键词：综放开采采放比支承压力