采空区下坚硬顶板顶分层开采矿压显现及控制技术研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:c0128
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
神华宁煤汝箕沟煤矿主采煤层二2煤煤厚8.5m采用分层开采,与上部采空区间距为60m,其上覆岩层致密坚硬、完整性好。本文以3213(1)工作面为研究对象,采用现场实测、数值模拟、理论分析等方法,对采空区下坚硬顶板的运动发展规律进行了研究,并提出了采空区下工作面安全开采的技术措施。  采用了KJ-377矿压在线监测系统对3213(1)工作面支架工作阻力进行了在线监测,并结合工作面地质条件和围岩性质,分析了采空区下部3213(1)工作面的矿压显现特征,得出了采空区下部工作面在初次来压时,工作面顶板形成半O-X型裂隙圈,初次来压步距大、来压强度高。  根据3213(1)工作面综合柱状图及岩石物理力学性质参数,运用UDEC2D模拟软件模拟工作面不同采高、不同采深、不同煤层间距及上部采空区存在保护煤柱时,采空区下煤层坚硬顶板运动规律及上覆岩层“三带”高度。研究表明:  (1)随着采高的不断增大,在工作面上方顶板岩层中的拉伸破坏单元逐渐的增多,集中区应力集中程度有所增加,在工作面煤壁前方“应力集中区”距离工作面的位置也不断减小,且影响范围增大,初次来压期间的位移下沉值不断扩大,尤其是向上扩展的高度不断地增大,下煤层工作面采高的增大促进了“上三带”的发展。  (2)随着采深的增大,采空区下的工作面塑性破坏的扩展高度也断的增大,直至扩展到上部采空区,工作面前方的应力集中程度增大,应力集中范围扩大,垂直位移的向上扩展高度不断地增大,形成较为稳定的采动移动角也随着采深的增加而提早。  (3)随着煤层间距的加大,塑性破坏范围减小,煤层间距增大减小了上部采空区对下煤层开采的影响。工作面前方的应力集中程度减小,应力集中范围扩大,在煤层间距为40m时,岩层移动角扩展到了上部采空区。煤层间距为60m时,岩层移动角在垂直方向扩展了50m;煤层间距为80m时,岩层移动角沿垂直向上扩展了48m。  (4)上部采空区保护煤柱不同位置时,位于保护煤柱下部时塑性破坏和拉伸破坏格外严重,保护煤柱的位置的不同,“强应力集中区”的位置也随之发生变化,当工作面推进到保护煤柱之下时,顶板岩层运动位移增大,大位移增多并向采空区垂直方向发展。  对采空区下坚硬顶板垮落带和裂隙带岩层的运动规律进行分析,对工作面初次来压和周期来压的来压步距及来压强度进行计算,其垮落带的垮落高度范围为5.7~8.6m,直接顶第一次垮落步距37.0m~52.5m,周期垮落步距为9.2m~13.1m;第一岩梁第一次裂断步距为102.1m,周期裂断步距为34.03m,第二岩梁第一次裂断步距为111.7m,周期裂断步距为37.2m。采空区坚硬顶板的初次来压强度与工作面支架的承受能力相差不大。周期来压强度相对支架的承受能力较低。在初次来压和周期来压期间,支架的支护强度安全系数大于1,因此能满足支护需要。  运用强制放顶技术预防顶板大面积的来压,通过充填密封技术来实现工作面的安全开采与控制。采用深孔爆破强制放顶技术,对采空区下坚硬顶板进行预裂爆破,使工作面初次来压提前到来。采用充填密封技术,对工作面后方的采空区内进行充填密封,有效的阻止了采空区内的有害有毒气体涌迸工作面,大大减少了采空区下部工作面上覆岩层内的裂隙的发育及相互贯通的可能性,实现工作面的安全开采。
其他文献
目前我国公路施工项目实施过程中,党建工作不断被重视,但仍有些党建工作不够扎实,与此同时党建工作在施工过程中起着尤为重要的作用,党建工作的内容涉及方方面面,党建工作的
随着我国现代化进程的不断加快,化工企业日渐增多,随之而来的是重大危险源数量的增加,以及化工灾害事故的不断加剧。对重大危险源进行风险评价是预防事故发生,保障系统安全的有效
螺纹是工业生产中最为常见的机械连接方式,其几何参数对机械装备的性能有着直接影响。随着我国精密机械事业的发展,对螺纹的参数进行全面测量有着迫切需求,而传统的机械检测
减速器作为矿山机械配套的主要动力传输装置,需求量巨大,由于其经常面临高粉尘、超载、频繁启动、超长时间工作等异常情况,对减速器的产品质量和可靠性提出了很高的要求。本文以
期刊
综合机械化放顶煤开采技术已经成为我国开采厚及特厚煤层的主要采煤方法之一,而顶煤回收率偏低是困扰综放开采的一个核心问题,努力提高综放工作面顶煤回收率对我国放顶煤开采实
发酵是葡萄酒生产过程的核心,有效的控制葡萄酒发酵过程至关重要。但目前对于这种复杂生产过程的控制,大多数还停留在依靠经验的人工操作基础上。本论文根据厂家要求和葡萄酒发
露天矿边坡稳性研究是露天矿安全、高效生产的重要保障。边坡稳定性不单单露天矿山的建设和开采工作中面临的安全问题,随着经济与工业生产和建设的快速发展,也是水电、堤坝、道
在航天以及军事领域应用的滚动轴承,有时会出现短时间内工作载荷超过额定静载荷数倍的过载情况,导致在滚动接触区域轴承钢产生弹塑性变形,进而引起轴承的低周疲劳失效。此外,若轴