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薄煤层近距离重复开采动下覆岩移动规律及留巷围岩控制研究

作　者: 杜宝同
导　师: 涂敏
学　校: 安徽理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 薄煤层近距离重复采动覆岩移动沿空留巷围岩控制
分类号: TD325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在保护层开采过程中,煤层会受到重复采动的影响,与开采单一煤层相比,受重复采动影响的煤层开采时,上覆岩层移动和留巷围岩活动有其特殊的规律性。本文针对新庄孜煤矿66110工作面的工程特点,采用计算机数值模拟、相似材料模拟和现场实测相结合的综合研究方法,对薄煤层近距离重复采动下覆岩移动规律和留巷围岩控制进行系统的研究。本论文通过研究不仅得到了受重复采动影响后煤层应力重新分布、煤体变形、覆岩移动等规律和“两带”高度,而且得到了沿空留巷围岩运移规律,还根据重复采动下覆岩移动规律和留巷围岩运移规律,提出了合理的围岩控制方法。研究表明,在倾向方向上与单一煤层开采相比,开采初期,受重复采动影响的煤层其覆岩上部卸压边界角要大25。,下部卸压边界角要小24。,在开采后期,两种开采方法的卸压边界角趋于一致；单一煤层开采时覆岩位移曲线形成盆状,而受重复采动影响后煤层开采时则形成瓢状；选取的锚杆支护系统和充填工艺能够保持66110工作面的留巷围岩稳定,满足重复采动条件下沿空留巷的使用要求。本文的研究对类似条件下的煤层群开采和工作面沿空留巷具有指导意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-24
  1.1 问题的提出  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-22
    1.2.1 国内外研究的理论成果  13-14
    1.2.2 采场上覆岩层活动规律的主要理论成果  14-20
    1.2.3 沿空留巷围岩控制机理的主要理论成果  20-22
  1.3 存在的问题  22
  1.4 论文研究的主要内容  22-23
  1.5 研究的方法手段及其技术路线  23
  1.6 论文研究的意义  23-24
2 薄煤层近距离重复采动下覆岩移动及留巷围岩活动规律的数值模拟  24-54
  2.1 数值方法与计算程序简介  24
  2.2 模型的建立  24-26
    2.2.1 工程概况  24
    2.2.2 几何模型的确定  24-25
    2.2.3 网格的离散化  25-26
  2.3 岩体物理力学参数的选取  26-28
  2.4 计算结果分析  28-51
    2.4.1 煤层开采后垂直应力分布  28-34
    2.4.2 煤层开采后的位移分析  34-39
    2.4.3 留巷围岩应力分布  39-46
    2.4.4 留巷围岩位移情况及塑性区分析  46-51
  2.5 本章小结  51-54
3 单一煤层采动下覆岩移动规律的数值模拟研究  54-60
  3.1 模型的建立  54-55
    3.1.1 工程概况  54
    3.1.2 几何模型的确定  54-55
  3.2 岩体物理力学参数的选取  55
  3.3 计算结果分析  55-59
    3.3.1 煤层开采后垂直应力分布  55-57
    3.3.2 煤层开采后的位移  57-59
  3.4 本章小结  59-60
4 薄煤层近距离重复采动下覆岩移动及留巷围岩活动规律的相似材料模拟研究  60-78
  4.1 相似材料模拟原理  60-61
  4.2 试验模型建立  61-67
  4.3 模拟结果分析  67-76
    4.3.1 覆岩移动规律  67-73
    4.3.2 沿空留巷受采动影响分析  73-76
  4.4 本章小结  76-78
5 工程实践  78-90
  5.1 工程概况  78
  5.2 回采工作面的超前影响  78-82
    5.2.1 测点布置  78-79
    5.2.2 观测成果分析  79-82
  5.3 留巷围岩控制  82-87
    5.3.1 巷旁支护参数  83
    5.3.2 巷道加固支护方案  83-86
    5.3.3 留巷变形  86-87
    5.3.4 观测结果分析  87
  5.4 本章小结  87-90
6 主要结论与展望  90-92
  6.1 主要结论  90-91
  6.2 展望  91-92
参考文献  92-96
致谢  96-98
作者简介及读研期间主要科研成果  98

薄煤层近距离重复开采动下覆岩移动规律及留巷围岩控制研究

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