一、短壁残采轻放工作面矿压显现规律研究(论文文献综述)
陶叶青[1](2020)在《石岩沟煤矿浅埋煤层近短壁工作面强制放顶矿压显现规律研究》文中研究表明浅埋煤层矿压显现显着,综采工作面普遍选用高阻力液压支架。而针对于受井田面积与资源储量限制的陕北浅埋煤层中小煤矿,如何在降低工作面长度与选用中等阻力液压支架情况下实现工作面安全推进值得深入研究。论文针对石岩沟煤矿浅埋中厚煤层的赋存特征,以及工作面近短壁布置的特点,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟与现场试验的研究方法,对8105工作面正常开采与强制放顶两种条件下的矿压显现规律及支护阻力进行了对比研究,并分析了近短壁工作面组合悬移支架的适用性。理论分析基于弹性力学理论,建立了浅埋煤层近短壁工作面的基本顶薄板力学模型,给出了基本顶板破断的判别式;借助关键层理论,确定了石岩沟煤矿8105工作面正常开采基本顶初次破断的极限跨距为58.12m,明确了基本顶极限跨距及周期来压步距随着放顶高度的增大总体呈现减小的趋势;确定近短壁工作面50~100m长度范围是基本顶破断步距存在显着变化的区域,工作面采用近短壁布置,基本顶初次断裂的岩板面积相对较小,对工作面矿压控制有利。物理相似模拟开展了对比试验研究,表明正常开采工作面初次来压步距为56m,周期来压平均步距为14.2m,且工作面第五、六、九次周期来压时,均发生了顶板岩层沿煤壁切落现象;强制放顶状态下(放顶高度距煤层顶板7m),工作面初次来压步距增加至69m,周期来压平均步距为17.7m,周期来压时均没有发生岩层沿煤壁切落现象;强制放顶状态较正常开采,降低了工作面支架的支护强度与额定工作阻力。数值模拟针对工作面煤壁前方的支承压力与峰值点位置展开研究,表明采用强制放顶措施,可以降低工作面的超前支承压力数值,且工作面推进初期减小了支承压力峰值点距工作面煤壁的距离,从而有助于降低顶板岩层沿工作面煤壁切落的危险。现场矿压监测验证了 8105工作面的来压步距与物理相似模拟强制放顶的来压步距基本一致;8105工作面选用ZH4200/17/25LP型链式拼梁型液压支架,实测最大工作阻力平均值为1701.2kN,工作面初次来压时的压力显现值为3675.1kN,该工作面所选ZH4200/17/25LP型链式拼梁型液压支架可以充分支撑顶板。石岩沟煤矿浅埋煤层近短壁工作面强制放顶矿压显现规律的研究,为陕北中小煤矿采煤方法与支护方式的改革提供了理论支持,对于类似地质条件工作面的开采也具有借鉴意义。
耿继业[2](2020)在《车集矿煤柱工作面开采技术研究》文中认为车集煤矿23采区下山煤柱工作面长度250 m,推进长度270m,两侧采空为孤岛工作面,为解决采掘接续紧张,准备安全回采煤柱工作面资源,而回采时将遇到工作面过空巷、合理停采线位置确定问题。因此煤柱工作面开采需对过空巷、合理停采线留设两大难题进行技术研究。论文以车集煤矿煤柱工作面为工程背景,在煤岩力学测试、围岩结构探测的基础上,发现了影响工作面开采主要技术难点;分析了工作面过空巷应力变化特征,构建了煤柱工作面过空巷力学模型,模拟分析了工作面过空巷时应力分布及塑性区破坏规律,提出了工作面过空巷支护方案;确定了合理确定停采线位置。得到了以下研究成果:1)针对煤柱工作面过空巷问题,分析了煤柱工作面过空巷煤柱应力变化特征,工作面逐步推进至空巷过程中,应力变化呈现“逐步增加-急剧增加-降低”变化趋势,应力分布曲线呈现“超前分布-马鞍形-拱形”分布,构建了煤柱工作面过空巷力学模型,分析了工作面过空巷顶板破断过程,力学平衡计算得出空巷需要的最低支护阻力为6.7MN。2)针对煤柱工作面不同空巷类型,提出了过空巷设计方案,对于顶板空巷,保证岩柱不能整体垮落使得支架处于支护空顶状态,计算得出了安全岩柱厚度为4m,模拟分析了不同岩柱厚度下工作面与空巷应力与塑性区发育规律,提出顶板空巷采用木垛填充进行加强支护,对于煤层空巷,提出锚索补强支护,并设计了调斜开采角度为5°,数值模拟分析了加固方案后应力与塑性区发育规律,现场应用后保障了工作面正常回采。3)针对煤柱工作面合理停采线确定问题,为保障工作面最右侧出煤巷道稳定性,理论计算和数值模拟得出了工作面合理停采线位置为距离出煤巷道40m处,分析了出煤巷道围岩变形特征,提出了巷道补强支护优化方案,矿压监测得出顶板变形量49mm、左帮变形量158mm,稳定性良好。该论文有图69幅,表4个,参考文献80篇。
于洋,柏建彪,王襄禹,武立飞,张连英,夏红春[3](2020)在《残留煤柱工作面巷道布置及卸压控制研究》文中研究表明针对历史遗留保护煤柱和边角煤等遗煤资源复采时,应力环境复杂、围岩条件恶劣,回采巷道受地压影响显着、布置困难、安全性差等难题,以山西潞安王庄煤矿52采区残留煤柱工作面回收为研究背景,基于残采工作面周围采空区分布形态差异,将残采工作面边界分为规则采空区边界、混合采空区组合边界和不规则采空区边界等3类。采用数值模拟方法揭示了残采工作面应力分布特征:(1)对于规则采空区边界,应力呈对称马鞍形分布;(2)对于混合采空区组合边界,区段煤柱边缘应力卸载,应力向混合采空区组合边界中部转移,导致该区域应力集中程度高,影响范围扩大;(3)对于不规则采空区边界,采空区拐角区域叠加应力使得煤体破坏,集中应力向拐角深部区域转移,该区域垂直于残采工作面走向方向上,应力集中系数2.2,平行于残采工作面走向方向上,拐角两侧均存在应力集中区,应力集中系数均为2.0。在此基础上,提出了残采工作面巷道布置原则:巷道必须避开采空区边界的应力叠加区和采空区拐角的拉剪破坏区,确定了残采工作面巷道布置方式,得到了5个典型的煤柱宽度:d1=5 m,d2=20 m,d3=30 m,d4=20 m和d5=5 m;据此,将残采工作面巷道分成3个区段:原岩应力掘巷、沿空掘巷和高应力掘巷,建立了残采工作面巷道"3-5-3"分区控制体系,并重点针对高应力掘巷开发了钻孔卸压技术,设计了巷道围岩分区控制参数,开展了工业性试验。监测数据表明回采巷道能够满足残采工作面回收要求。
白锦文[4](2019)在《复合残采区遗留群柱失稳致灾机理与防控研究》文中研究表明复合残采区遗留煤柱在空间上密集分布、形态各异、相互影响、错综复杂且尺寸不一,以群落的形式组合形成遗留群柱。复合残采区遗留群柱留设的初衷是为了承载覆岩载荷,且保障采场的长期稳定性。然而,在覆岩载荷的长期作用下,复合残采区遗留煤柱会发生由表及里的破裂,进而使得承载能力逐渐减弱,可能引发群柱体系的瞬时破坏或“多米诺骨牌”失稳,导致覆岩垮落、地表塌陷、动压冲击或瓦斯外泄等灾害,威胁邻近区域遗煤资源安全高效开采。本文针对上述技术难题,综合运用岩石力学、结构力学、系统科学、数值力学、采矿学和矿山压力与岩层控制等交叉学科理论,采用室内力学实验、数值模拟和理论分析等相结合的方法,分析了复合残采区承载体系失稳致灾的诱因,研究了复合残采区遗留群柱的失稳致灾特征,揭示了复合残采区遗留群柱的失稳致灾机理,凝练出复合残采区遗留群柱失稳致灾的关键柱的理论,并开发了复合残采区遗留群柱的失稳防控技术方法。论文的主要研究成果有:(1)提出了多元煤岩结构体的基本概念——复合残采区遗留群柱及其顶板岩层、底板岩层或层间岩层所共同组成的具有耦合作用关系的承载结构体。多元煤岩结构体中煤体元件内部更容易且更早产生破裂与损伤,岩体元件内部的损伤破坏相对滞后,且主要由煤体元件的初始破裂所诱发;同时,煤体元件比岩体元件的损伤破坏程度更严重。煤体元件的初始破坏和岩体元件的联动破坏在加载过程中相互作用,最终导致多元煤岩结构体发生失稳破坏。复合残采区遗留煤柱和及其围岩的耦合作用关系体现在:一方面,遗留煤柱的初始失稳诱发采场围岩的联动破坏;另一方面,采场围岩的卸压释能加速遗留煤柱的失稳破坏。遗留煤柱为复合残采区承载体系失稳致灾的诱因。(2)根据遗留群柱的分布层位和空间差异性,复合残采区遗留群柱可以分为串联遗留群柱和并联遗留群柱。串联遗留群柱是指复合残采区不同层位分布的重叠遗留煤柱群。并联遗留群柱是指复合残采区特定层位分布的平行遗留煤柱群。单轴抗压强度和弹性模量均是串联/并联遗留群柱失稳破坏的影响因素。串联遗留群柱通常会随着低强度或低模量煤柱的局部破坏发生系统失稳。并联群柱试样通常由低强度或高模量煤柱的局部破坏而引发,并随着高强度或低模量煤柱的破坏发生系统失稳。(3)串联遗留群柱在失稳破坏过程中表现出明显的非均衡变形特性,“主体变形柱”可以用来表征串联遗留群柱的非均衡变形特性。并联遗留群柱在失稳破坏过程中表现出明显的非均衡承载特性,“主体承载柱”可以用来表征并联遗留群柱的非均衡承载特性。串联遗留群柱通常由于“主体变形柱”的演变而发生体系失稳。串联群柱体系失稳致灾的临界条件为:上部煤柱和下部煤柱的切线刚度之和等于0,即fu’(u u)+fb’(u b)=0。并联遗留群柱通常由于“主体变形柱”的演变而发生体系失稳。并联群柱体系失稳致灾的临界条件为:左边煤柱和右边煤柱的切线刚度之和等于0,即fl’(u l)+fr’(u r)=0。在此基础上,凝练出复合残采区遗留群柱的“最弱失稳致灾模式”——复合残采区遗留群柱体系的整体失稳最先发生在稳定性最弱的遗留煤柱中。复合残采区中稳定性最弱的遗留煤柱发生局部失稳是遗留群柱体系发生整体破坏的基本前提。(4)界定了遗留群柱失稳致灾关键柱的基本概念:复合残采区最先可能发生局部失稳的遗留煤柱。“关键柱”之所以“关键”,是因为唯有复合残采区“关键柱”发生局部失稳,邻近区域稳定性稍强的遗留煤柱的失稳破坏才可能被活化,复合残采区遗留群柱的整体失稳也才可能发生;基于关键柱的最小等效宽度和载荷扩散最大距离,提出了关键柱判别的主要步骤与技术流程,开发了基于Python语言的遗留群柱失稳关键柱判别软件——KPDS软件;探讨了关键柱局部失稳引发的载荷响应特征,发现关键柱局部失稳会引发载荷向最邻近遗留煤柱中转移与扩散,进而引发进一步的失稳破坏,并最终可能导致遗留群柱体系的多米诺链式失稳与破坏,形成了复合残采区遗留群柱失稳致灾的关键柱理论。(5)复合残采区遗留群柱失稳防控时需要遵循“均匀化”和“动态化”的防控思想。开发了关键柱柱旁充填失稳防控的技术方法,揭示了关键柱柱旁充填失稳防控核心机理,分别确定了柱旁充填后“关键柱-柱旁充填体”耦合承载体所承担的载荷及柱旁充填体对关键柱产生的侧向约束力,确定了关键柱柱旁充填体的主要材料、抗压强度、临界宽度和基本形态等,从“关键柱-柱旁充填体”的应力分布特征和塑性区分布两个方面评价了关键柱柱旁充填的效果。
贺子明[5](2019)在《莒山煤矿3#厚煤层下分层复采技术研究》文中指出受采矿技术、采矿设备的限制,以往许多煤矿采用采顶弃底模式开采厚煤层,弃置了大量优质煤炭资源,有效回收遗留煤炭资源对提高矿井资源回收率、延长矿井服务年限具有重要意义。本论文基于莒山煤矿3#厚煤层具体采矿地质条件,结合上分层刀柱式开采遗留的老采空区复杂结构条件,采用理论分析、现场实测、实验室测试、数值模拟等方法,对莒山煤矿3#厚煤层下分层复采技术进行了研究。本论文的主要研究成果如下:(1)分析了莒山煤矿3#厚煤层上分层刀柱式开采情况;在3#煤层下分层及顶底板中各取一组试样,在实验室开展了煤岩物理力学参数测试,主要包括煤岩抗拉、抗压、抗剪强度、密度、泊松比等,为后续研究提供基础参数。(2)分析了上分层遗留煤柱在不同采空状态下的应力分布情况,以及下分层任意一点处的附加应力影响因素;建立了上分层开采对下分层破坏深度的力学模型,计算结果表明下分层破坏深度为0.36 m,故在下分层复采时应留煤皮护顶,以防冒顶事故发生。(3)模拟分析了上分层老采空区围岩变形破坏特征及应力分布规律,结果表明:(1)煤柱宽度小于8 m时,采空区切顶深度大于3 m,采空区伪顶和直接顶均垮落,基本顶也发生初次破断,煤柱宽度大于8 m时,切顶破坏深度较小,切顶破坏最深仅2 m,基本顶完好;(2)煤柱宽度越小,应力集中情况越严重,特别是8 m以下煤柱,煤柱集中应力高达10 MPa以上,垂直应力对于下分层的影响范围广泛,大于下分层的厚度,下分层开采时,应充分考虑集中应力的影响;(3)上分层开采对下分层破坏深度为0.35 m,与理论计算结果基本一致。(4)确定了下分层复采工作面横跨煤柱的布置方式,选择留煤皮综采作为下分层复采方法,并确定了复采工作面回采巷道的布置位置,在此基础上,建立了UDEC数值计算模型,确定了下分层复采时预留合理区段煤柱宽度为5 m。(5)在3#厚煤层下分层复采工程实践中,提出了以“高泡水泥材料注浆加固控制破碎顶板技术、复采工作面过遗留煤柱时深孔定向爆破卸压技术、复采工作面运输巷、回风巷及端头顶板控制技术”为核心的厚煤层复采工作面围岩控制技术体系;在此基础上,实测分析了复203工作面矿压显现规律,得出复203工作面在通过高应力集中区时,液压支架平均工作阻力为31.6 MPa,故选用ZZS3800-1550/2500型支撑掩护式液压支架,额定工作阻力为37.5 MPa,支架选型合理。该论文共有图56幅,表6个,参考文献86篇。
张玉江[6](2017)在《下垮落式复合残采区中部整层弃煤开采岩层控制理论基础研究》文中研究表明我国以煤为主的能源结构长期不变,而煤炭可采储量将难以满足未来的能源需求。历史原因导致的低回采率产生了巨大残煤资源量,仅山西省残煤储量就达数百亿吨,且多为优质煤炭资源。而我国煤炭的储采比却仅为35左右。因此,残煤复采是深挖现有储量开发潜力,保证国家能源供给的重要发展方向,也是一个十分复杂的技术问题。本文围绕残煤资源及下垮落式复合残采区开采岩层控制问题进行了研究,即残煤资源及复合残采区概念、复合残采区底板结构稳定性、开采可行性定量判定方法、复合残采区岩层移动下沉规律及预测、覆岩破坏及矿压显现规律。得到主要结论如下:本文进行了大量调研以及残煤开采矿井踏勘。详细剖析了不同地区残煤资源量、分布及特征,对残煤开采矿井进行统计,并基于统计结果对残煤进行了归类,总结提出了复合残采区概念。统计发现,我国历史煤炭平均回采率34.5%。通过提出的残煤储量公式估算可知,全国残煤基础储量1286.1亿吨,可采储量达403亿吨,会增加我国煤炭30.1%的储采比。进一步的研究发现,初次回采率小于20%的优质残煤可采储量达271.6亿吨,占全部残煤可采储量的67.4%,具有很高的开采价值。东部省份煤炭储采比平均增加95.9%,中西部增加51%。另外,东部产煤省残煤开采矿井占全部残煤开采矿井的65.82%。这些都表明残煤的开采对于保有储量匮乏的东部省份的煤炭工业可持续发展意义重大。通过对下垮落式复合残采区中部整层弃煤开采底板岩层结构的研究,发现下垮落式复合残采区底板分为应力集中区、底板结构影响区、稳定区。残采工作面经过底板结构影响区时,容易发生底板失稳。根据下垮落式复合残采区底板岩层结构处于静态、以扰动载荷为失稳诱因、受采空区环境影响的特点,建立了针对不同岩层层序的下垮落式复合残采区底板岩层“扰动砌体梁”模型和“扰动块体梁半拱”模型。通过对模型的求解和稳定性分析,揭示了其回转变形失稳和滑落失稳的机理,认为在岩层结构强度、块度一致的情况下,扰动载荷系数和扰动载荷分布系数达到相应的临界值时,底板岩层结构发生失稳。两种模型分别适应于岩层结构块度小于0.5的坚硬岩层和块度可以大于0.5的裂隙发育的厚硬岩层。此外,在下垮落式复合残采区底板岩层结构扰动模型稳定性分析的基础上,提出了以“底板岩层结构稳定性”为核心的下垮落式复合残采区开采可行性定量判定方法。通过对下垮落式复合残采区岩层移动下沉规律分析及预测模型的系统研究,建立了多参数长壁采空区下沉系数分布模型,通过统计数据验证了模型的正确性和准确性,并深入探讨了地表下沉系数、最大垂直膨胀量、埋深、采高与岩层下沉系数的定量关系。定义无量纲参数(1-q0)/ε0为岩层膨胀变形系数,其决定上覆岩层的变形特征。岩层膨胀变形系数存在最大值,其范围为2.843.40,平均为3.09。在此基础上,建立了上下垮落式复合残采区岩层移动下沉模型。分析刀柱采空区及刀柱煤柱的影响,建立了刀柱采空区及刀柱煤柱顶底板岩层的移动下沉模型。在上述研究基础上,建立了重复采动条件下反映采动岩层性质变化的下垮落式复合残采区岩层下沉曲线预测模型并进行了实测验证。通过下垮落式复合残采区中部整层弃煤覆岩垮落及矿压显现规律的相似模拟实验和数值模拟研究,发现下垮落式复合残采区形成过程中,残煤及其附近岩层裂隙增加,整体性减弱,力学特性降低。下垮落复合残采区内侧边缘和柱采区为应力降低区,煤柱以及采空区中部为应力增高区。残煤底板受到上部煤层开采扰动影响,底板岩层结构会发生一定的下沉和旋转。保证底板岩层结构稳定性是下垮落式复合残采区残煤安全回采的关键。下垮落式复合残采区开采会使其覆岩下沉形成陡升缓降的趋势,与垂直方向上岩层下沉规律一致。上述研究为后续下垮落式复合残采区开采岩层控制相关技术措施的制定提供重要参考。以白家庄煤矿的复合残采区中部整层弃煤7号煤层为研究对象,进行了开采可行性判定,并根据实测和相似模拟实验结果,采用MATLAB编写程序,绘制了岩层下沉曲线。采用物探和钻探方法探测了复合残采区地质情况,老空区不富含水且7号弃煤底板岩层结构稳定。此外,确定了7号弃煤开采工作面支护阻力和“三机”配套,并提出了安全开采的相关技术建议。
姜海军[7](2016)在《浅埋煤层短壁开采关键层破断及控制研究》文中研究指明如何通过合理方案设计实现短壁回采过程中留设的支巷间煤柱实现自身的稳定屈服,从而缓解或消除浅埋煤层坚硬顶板破断大面积来压所产生的动力灾害问题,同时最大程度提高煤炭回收率,对神东地区短壁回采工艺的应用以及实现边角煤的最大程度回收尤为重要。本文从决定浅埋煤层顶板稳定的关键层着手,综合利用理论分析、物理模拟和数值模拟等研究方法,分析关键层开裂前的变形和能量分布以及开裂后形成砌体梁结构的稳定机理;系统分析相邻区段开采过程中关键层及其上覆岩层的变形和破断规律;结合局部刚度理论和屈服煤柱理论对“关键层-屈服煤柱”系统安全破坏进行了工程方案设计和优化。取得以下创新性成果:(1)建立了包含煤壁屈服区在内的复合地基梁力学模型,研究了煤壁屈服区宽度与超前支承压力分布、关键层的初次开裂和周期开裂之间的关系,系统分析关键层的开裂位置、能量分布和变形等情况;建立了包含原岩水平应力作用的砌体梁稳定计算方法和判据;结合神东浅埋煤层覆岩特点分析了关键层及其上覆岩层的开裂过程、变形、应力分布和整体垮落机理。(2)根据短壁连采工作面布置特点和尺寸,利用物理相似模拟和数值模拟,研究了相邻区段开采对上覆关键层稳定的影响。结果表明,本区段支巷回收过程加剧了相邻已采区段关键层的变形,影响程度随已采区段关键层跨度增加而越加明显;而已采区段关键层是否稳定直接决定了相邻在采区段关键层的变形、极限跨距和垮落模式;通过位于相邻两侧区段上方所形成的双压力拱结构相互作用机理分析了产生上述影响的原因。(3)在进一步完善围岩局部刚度计算方法的基础上,并结合屈服煤柱理论提出了“关键层-屈服煤柱”系统安全破坏理论,在系统分析区段支巷宽度、支巷回收顺序、末采支巷(区段内最后回收的支巷)位置、屈服煤柱(支巷间煤柱)位置和数量等参数对围岩局部刚度影响的基础上,将屈服煤柱设计方案简化为6个最基本的刚度单元,通过数值模拟和理论计算确定了适合每个局部刚度单元的合理屈服煤柱宽度;在综合考虑区段内支巷安全回收和关键层安全破坏以及增加区段可采面积和区段煤炭回收率的基础上对屈服煤柱设计方案进行了筛选和优化,并进一步给出了“关键层-屈服煤柱”系统安全破坏工程方案优化设计流程。
徐忠和[8](2016)在《旧采残煤的资源、综采方法与矿压规律研究》文中提出我国及山西省优质浅埋深的煤炭资源开采历史悠久,各个历史时期的旧式采煤法回采率不足20%,形成了巨大的残煤资源量,本论文围绕旧式采煤法残留煤炭资源与特征、复采方法、矿压规律和旧采残煤资源综采的关键科学与技术问题进行了研究。旧式采煤方法是指巷道式采煤、简易房柱式采煤和刀柱式采煤方法。本文进行了大量调研,以及旧采关闭矿井的井下实际勘察和收集整理历史资料,详细剖析了不同历史时期,山西旧式采煤方法开采的100余座矿井煤层回采与残留资源的实际工程平面图,统计获得了各历史时期煤炭资源回采率和残留煤炭资源情况和特征,得出如下结论:1)山西省旧采残煤资源量为223.75亿吨,全国的旧采残煤资源量为801亿吨;2)旧采残煤区内普遍存在有一定量的积水和积气。积水和积气存在的特点是:积水区范围以及积水量普遍不清;旧采残煤存在时间长,残煤煤体内裂隙普遍发育,残留煤体内瓦斯含量较低,小于5m3/t,煤体内瓦斯压强一般低于0.5MPa。经过深入研究,本文提出了旧采残煤复采的综采方法及其应遵循的基本原则:1)残煤区物理勘探先行,基本搞清楚采空区和实体煤的分布情况,以及采空区积水与积气的分布情况。2)分区处置,先将整个矿井合理分区,并用注浆方法将这些区域严格分割和封闭,然后分区处置采空区积水和积气,继而分步分区实施开采。3)采用采区和大工作面正常布局的综采技术方案,选择重型化的综采装备。论文采用相似模拟实验方法,对房柱式、房柱式和刀柱式混合的3个旧采残煤工作面的复采进行了大尺寸三维相似模拟试验。并在此基础上,进行了大量的三维数值模拟研究。二者对比,总结分析了工作面与巷式采空区0°、20°、40°、45°、60°、90°斜交布置下煤层和顶板的拉伸与塑性破坏、垂直应力分布和位移规律。上述实验结果表明,当旧采残煤复采工作面与旧采形成的巷式采空区走向有一较大的角度斜交布置时(该角度一般取30°),均可实现残煤资源的顺利可靠回采。当斜交角度小于30°时,回采工作面架前会因矿山压力显现造成工作面前方顶板下沉及大面积的垮落,导致回采工作不能顺利进行。残煤开采过程中,工作面开采前方的残留煤柱边缘和中部的应力大小差异较大,最大差异值可达原岩应力的23倍。文中详细介绍了作者负责实施的西曲矿22102工作面回采过程中,以不同斜交方式通过工作面前方巷道的经验,以及较详细的观测资料,数值模拟、相似模拟和工程实践均证实上述结论是正确的。本文提出的旧采残煤综采方法及其关键技术方案,由作者负责,在斜沟煤矿18107工作面面积为102960m2的残煤区复采中得以工业实施。主要工程研究工作和结论为:1)采空区积水及其处置:旧采残煤区存在大量积水,在工作面顺槽掘进期间可以大量排出,通过在掘进工作面揭露的较低标高的老空区巷道,布置专用排水设备,在工作面回采前可以基本处置完旧采残煤内的剩余积水。2)旧采残煤区揭露时,测得采空区的瓦斯浓度为0.8%3.4%,采用全负压通风系统和局部压入新鲜风流的通风方式对残煤区内的瓦斯进行稀释,顺利处置了采空区内积聚的瓦斯,达到了正常生产要求。3)本工作面设计时,工作面与旧采的巷道式采空区均呈大于30°角度斜交,在回采过程中,发现极个别交角较小的局部巷式采空区。实时地在架前采空区加强支护,因此整个回采过程中,未出现大的架前顶板垮落事故。4)残煤回采过程中进行的液压支架工作阻力的观测得出,工作面液压支架工作阻力较实体煤层回采增大1.21.65倍,工作面各支架阻力严重不均匀,工作面前方为采空区的液压支架阻力较实体煤的液压支架阻力最高可达40%。按照本文的研究结论和揭示的规律,已进行了山西晋能集团西河煤矿旧采残煤综采复采的可行性研究报告与初步设计。
焦雪峰[9](2016)在《厚煤层旧采区复采矿压规律及其应用研究》文中指出我国厚煤层经过“挖顶弃底”等落后采煤方法后,形成了厚煤层旧采区,其中赋存有大量的残留煤柱等遗弃的煤炭资源有待回收利用,因此,从理论和实践方面研究残煤资源赋存条件、矿压规律及其应用研究,这对类似条件下的残煤复采实践具有重要的理论和现实意义。主要成果表现在以下三个方面:(1)采用相似模拟和数值模拟方法研究了不同跨度残留空区顶板垮塌、不同宽度残留煤柱顶板应力以及向底板煤岩体传力影响角和影响深度,可推测出支承压力影响范围约为13m左右,塑性区宽度为4-5m;宽度大于5m的煤柱向底板传递应力随着煤柱宽度的增加逐渐增大,以等值线图中应力集中系数为1的等值线在煤柱边缘处做切线可得该条件下煤柱应力传递影响角6。(2)按照跨煤柱复采工作面存在的四种支架与围岩的相对关系,提出了厚煤层采区复采工作面支架初撑力和工作阻力在过煤柱和过空区两种状态下计算公式:①复采工作面支架初撑力在残留煤柱下可参考下式来计算确定:P0=(LC+LD)·hz·γz·LR②复采工作面支架工作阻力在残留煤柱下参考下式计算确定:取P1g与P1l中的较大值作为此条件下支架工作阻力值。③复采工作面支架初撑力在残留空区下可参考下式来计算确定:④复采工作面支架工作阻力在残留空区下可参考下式来计算确定:此条件下支架工作阻力值落于P2K-P2s范围内,由于残留空区大多为垮落状态,故其工作阻力值多数偏P2s的计算值。(3)采用"V-SVR"(支持向量机)方法预测了支架工作阻力。对支架整架工作阻力监测数据进行分析,剔除推进距离相近矿压数据,选择6个支架的样本数据,进行归一化处理后转化到区间[0,1],再选择最后3个样板数据为测试样板,其他为训练样板。预测结果显示6个支架整架阻力预测值与实测值之间的相对误差绝对值最大值为15.4%,平均值为6.4%,显然,预测值与实际检测值基本一致。因而采用V-SVR进行预测残煤复采工作面矿压,可作为指导井下开采工作的依据。将上述主要成果在山西华晋焦煤韩咀煤业有限公司的2107工作面进行了验证性研究,均取得了满意的效果。
白锦文[10](2016)在《复合刀柱式残采区中部整层弃煤开采岩层控制基础理论研究》文中认为复合刀柱式残采区中部整层弃采残煤在我国许多矿区广泛赋存,其储量可观,具有良好的开采价值。近年来,越来越成为广大研究学者和工程技术人员关注的焦点。受上下煤层多重柱式开采的叠加影响,复合残采区中部整层弃煤开采时的矿压显现特征、采场岩层的移动变形、可行性判定和矿压控制技术等与传统的残采区上行开采、保护层卸压开采、解放层卸压开采和近距离煤层群开采等相比均具有较大的差异性和明显的特殊性;资源整合推进以来,许多矿区生产实践中纷纷面临着复合刀柱式残采区中部整层弃煤的开采问题,却缺乏成熟的理论体系与成套的技术方法来科学地指导其安全开采。因此,迫切需要深入、系统地开展复合刀柱式残采区中部整层弃煤开采岩层控制基础理论的研究。本文选取山西焦煤集团公司西山煤电白家庄煤矿复合刀柱式残采区中部弃采的7号残煤为研究对象,综合运用现场调研、理论分析、相似模拟和数值模拟等研究方法,研究复合刀柱式残采区中部整层弃煤开采采场岩层的应力分布、移动变形和结构方式的时空演化规律,分析复合残采区遗留煤柱(群)的稳定性,探讨复合刀柱式残采区中部整层弃煤开采可行性的判定理论与方法,进而形成指导中部整层弃煤安全高效开采的岩层控制理论。主要研究内容及成果如下:(1)复合刀柱开采对采场岩层应力分布的影响主要表现为:应力分布经历了“原始平衡态——初始波态平衡——新波态平衡”的转换与演化;中部残煤开采过程中采场岩层应力场的时空演化规律为:采场工作面两侧支承压力会逐渐聚集与叠加,而其中部则表现出明显的卸压效应。(2)复合刀柱开采对采场岩层移动变形的影响主要表现为:移动变形经历了“原始静态——‘VVVV’态——新‘VVVV’态”的转换与演化;中部残煤开采过程中采场岩层变形场的时空演化规律为:采场顶板岩层的垂直位移会明显增大,而其底板岩层的垂直位移由于底鼓效应会微弱减小。(3)复合刀柱开采对采场岩层结构形式的影响主要表现为:刀柱开采后,采场岩层结构形式主要由下部煤层残采区直接顶上方起承载作用的“承载层”组成,其力学模型可以简化为等效弹性受压直杆(群)上受均布载荷的矩形平板,可以通过计算弹性受压直杆上矩形平板的强度,分析和判别承载层的稳定性;复合刀柱开采以后,采场岩层的结构形式主要由上位层间岩层中起控制作用的“控制层”组成,其力学模型可以简化为等效弹性受压直杆群(上)四边固支受集中载荷的矩形平板,运用载荷叠加法可以计算四边固支受集中载荷弹性矩形平板挠度,进而分析控制层的稳定性。中部残煤开采过程中采场岩层的结构主体由“上控制层+下承载层”组成,其宏观整体性和连续性基本能够保持。(4)运用极限强度理论的分析结果知,当1.5sf?时,复合残采区遗留煤柱(群)的稳定性良好;运用渐进破坏理论的分析结果知,当复合残采区遗留煤柱(群)中弹性区域的宽度2a满足2a?0.65a或120.65a aa??时,其能够保持长期稳定,反之则不然;运用尖点突变理论的分析结果知,复合残采区遗留煤柱(群)屈服区域的宽度与煤柱宽度的比值大于88.08%时,才会发生突变失稳破坏。(5)基于“上控制层+下承载层”的岩层结构,提出了定量判别复合刀柱式残采区中部整层弃煤开采可行性的技术方法。
二、短壁残采轻放工作面矿压显现规律研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、短壁残采轻放工作面矿压显现规律研究(论文提纲范文)
(1)石岩沟煤矿浅埋煤层近短壁工作面强制放顶矿压显现规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景和意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 短壁或近短壁工作面矿压显现规律研究现状 |
1.2.2 浅埋煤层正常开采矿压显现规律国内外研究现状 |
1.2.3 浅埋煤层强制放顶矿压显现规律研究现状 |
1.2.4 采煤工作面支架支护阻力国内外研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 浅埋煤层近短壁工作面顶板破断特征分析 |
2.1 矿井概况 |
2.1.1 井田地层与地质构造 |
2.1.2 可采煤层特征 |
2.1.3 含(隔)水层特征 |
2.2 矿井开采技术条件 |
2.2.1 试验工作面布置特征 |
2.2.2 试验工作面基本顶岩层确定 |
2.3 试验工作面顶板破断特征研究 |
2.3.1 基本顶板破断结构模型构建 |
2.3.2 上覆岩层载荷作用下基本顶受力分析 |
2.3.3 基本顶板破断判据确定 |
2.4 正常开采基本顶初次破断特征 |
2.4.1 正常开采基本顶初次破断极限跨距确定 |
2.4.2 正常开采工作面长度与基本顶初次破断的极限跨距对应关系 |
2.5 工作面强制放顶基本顶初次破断极限跨距确定 |
2.5.1 强制放顶基本顶初次破断极限跨距确定 |
2.5.2 强制放顶基本顶极限跨距变化规律 |
2.6 基本顶周期来压步距确定 |
2.7 小结 |
3 正常开采与强制放顶的矿压显现物理相似模拟对比研究 |
3.1 物理相似模拟模型建立与监测设计 |
3.1.1 实验目的 |
3.1.2 实验模型建立 |
3.1.3 支架支护强度监测设计 |
3.2 正常开采与强制放顶工作面来压步距及矿压显现强度对比分析 |
3.2.1 正常开采状态 |
3.2.2 强制放顶状态 |
3.2.3 对比分析 |
3.3 支架合理支护强度与工作阻力模拟测试 |
3.4 小结 |
4 浅埋近短壁工作面矿压显现规律数值模拟研究 |
4.1 模型的建立 |
4.1.1 数值计算模型构建 |
4.1.2 测线布置 |
4.2 数值模拟计算分析 |
4.2.1 工作面正常开采模拟分析 |
4.2.2 工作面强制放顶“7m”模拟分析 |
4.3 超前支承压力分布规律对比分析 |
4.4 小结 |
5 现场矿压监测 |
5.1 试验工作面概况及支架技术参数 |
5.2 现场矿压监测设计 |
5.3 矿压监测主要结果 |
5.3.1 工作面上、中、下部测站实测支架载荷及来压显现状况 |
5.3.2 工作面超前支承压力监测 |
5.4 小结 |
6 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)车集矿煤柱工作面开采技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容及方法 |
2 煤柱工作面地质生产特征 |
2.1 矿井工作面地质条件 |
2.2 煤柱工作面开采所遇问题 |
2.3 工作面煤岩体力学参数测试 |
2.4 围岩结构裂隙发育特征探测 |
2.5 本章小结 |
3 煤柱工作面过空巷围岩变形机理 |
3.1 空巷处巷道围岩裂隙探测 |
3.2 煤柱工作面过空巷应力分布特征 |
3.3 煤柱工作面过空巷基本顶破断特征 |
3.4 煤柱工作面过空巷数值模拟 |
3.5 本章小结 |
4 煤柱工作面过空巷支护技术 |
4.1 工作面过顶板空巷方案设计 |
4.2 工作面过煤层空巷支护方案设计 |
4.3 工作面过空巷支护方案数值模拟 |
4.4 本章小结 |
5 煤柱工作面合理停采线位置设计 |
5.1 停采线设计理论分析 |
5.2 不同停采线位置数值模拟 |
5.3 巷道稳定性支护优化 |
5.4 本章小结 |
6 煤柱工作面矿压规律监测 |
6.1 回采巷道矿压监测 |
6.2 工作面矿压监测 |
6.3 本章小结 |
7 结论 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(3)残留煤柱工作面巷道布置及卸压控制研究(论文提纲范文)
1 工程背景 |
2 残采工作面应力分布特征研究 |
2.1 残采工作面开采特点 |
2.2 残采工作面应力演化和破坏特征 |
2.2.1 规则采空区边界特征 |
2.2.2 混合采空区组合边界特征 |
2.2.3 不规则采空区边界特征 |
3 残采工作面回采巷道布置 |
3.1 规则采空区边界煤柱宽度d1 |
3.2 规则采空区边界拐角区域煤柱宽度d2 |
3.3 不规则采空区边界煤柱宽度d3 |
3.4 不规则采空区边界煤柱宽度d4 |
3.5 规则采空区边界煤柱宽度d5 |
4 残采工作面回采巷道围岩分区控制 |
4.1 巷道围岩应力状态 |
4.2 钻孔卸压技术 |
4.2.1 关键参数确定 |
(1)钻孔直径。 |
(2)钻孔长度。 |
(3)钻孔间距。 |
4.2.2 卸压钻孔布置方案 |
5 工业性试验 |
5.1 巷道围岩控制体系 |
5.2 巷道围岩控制参数 |
(1)锚杆参数。 |
(2)锚索参数。 |
5.3 巷道围岩控制效果 |
6 结 论 |
(4)复合残采区遗留群柱失稳致灾机理与防控研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 煤岩组合体失稳研究现状 |
1.2.2 “煤(矿)柱-围岩”耦合作用研究现状 |
1.2.3 煤(矿)柱群体系稳定性研究现状 |
1.3 研究内容与技术思路 |
第二章 复合残采区承载体系的失稳致灾诱因 |
2.1 复合残采区承载体系的结构模型 |
2.1.1 单一残采区承载体系的结构模型 |
2.1.2 复合残采区承载体系的结构模型 |
2.2 多元煤岩结构体 |
2.2.1 多元煤岩结构体的概念 |
2.2.2 多元煤岩结构体的元件 |
2.2.3 多元煤岩结构体的类型 |
2.2.4 多元煤岩结构体的制备 |
2.2.5 多元煤岩结构体的物理性质 |
2.3 多元煤岩结构体破坏响应特征的实验研究 |
2.3.1 室内实验概况 |
2.3.2 多元煤岩结构体破坏“力-声-电”响应特征 |
2.4 多元煤岩结构体破坏响应特征的数值分析 |
2.4.1 数值模拟设计 |
2.4.2 多元煤岩结构体破坏力链演化特征 |
2.4.3 多元煤岩结构体破坏裂纹扩展特征 |
2.5 多元煤岩结构体的破坏机理 |
2.5.1 煤体元件的初始破坏机理 |
2.5.2 岩体元件的联动破坏机理 |
2.5.3 多元煤岩结构体的破坏机理 |
2.6 复合残采区承载体系的耦合作用关系 |
2.7 本章小结 |
第三章 复合残采区遗留群柱的失稳致灾特征 |
3.1 复合残采区遗留群柱的分类 |
3.1.1 并联遗留群柱 |
3.1.2 串联遗留群柱 |
3.2 串联遗留群柱失稳特征的实验研究 |
3.2.1 实验概况 |
3.2.2 串联群柱失稳的“力-声-电”响应特征 |
3.3 串联遗留群柱失稳特征的数值分析 |
3.3.1 数值模拟设计 |
3.3.2 串联遗留群柱失稳的力链演化特征 |
3.3.3 串联遗留群柱失稳的裂纹扩展特征 |
3.4 并联遗留群柱失稳特征的实验研究 |
3.4.1 实验概况 |
3.4.2 并联群柱失稳的“力-声-电”响应特征 |
3.5 并联遗留群柱失稳特征的数值分析 |
3.5.1 数值模拟设计 |
3.5.2 并联遗留群柱失稳的力链演化特征 |
3.5.3 并联遗留群柱失稳的裂纹扩展特征 |
3.6 本章小结 |
第四章 复合残采区遗留群柱的失稳致灾机理 |
4.1 串联遗留群柱的失稳致灾机理 |
4.1.1 串联遗留群柱失稳的非均衡变形特性 |
4.1.2 串联遗留群柱的失稳模型 |
4.1.3 串联遗留群柱的失稳致灾机理 |
4.2 并联遗留群柱的失稳致灾机理 |
4.2.1 并联遗留群柱失稳的非均衡承载特性 |
4.2.2 并联遗留群柱失稳模型 |
4.2.3 并联遗留群柱的失稳致灾机理 |
4.3 复合残采区遗留群柱的最弱失稳致灾模式 |
4.3.1 串联遗留群柱的失稳致灾模式 |
4.3.2 并联遗留群柱的失稳致灾模式 |
4.3.3 遗留群柱的最弱失稳致灾模式 |
4.4 本章小结 |
第五章 复合残采区遗留群柱失稳致灾的关键柱理论 |
5.1 关键柱的概念与特征 |
5.1.1 关键柱的概念 |
5.1.2 关键柱的特征 |
5.2 关键柱判别理论与方法 |
5.2.1 关键柱判别的主要步骤 |
5.2.2 关键柱判别的技术流程 |
5.3 关键柱判别的基本原则 |
5.3.1 区域性判别原则 |
5.3.2 相对性判别原则 |
5.3.3 复合性判别原则 |
5.3.4 动态性判别原则 |
5.4 关键柱的智能判别软件 |
5.4.1 KPDS软件的开发环境 |
5.4.2 KPDS软件的核心界面 |
5.5 关键柱局部失稳的载荷响应 |
5.5.1 遗留群柱-覆岩结构体系力学模型 |
5.5.2 关键柱与邻近遗留煤柱的载荷关系 |
5.5.3 关键柱局部失稳的载荷响应特征 |
5.6 本章小结 |
第六章 复合残采区遗留群柱的失稳防控 |
6.1 遗留群柱失稳防控的基本思想 |
6.1.1 均匀化思想——避免“关键柱”发生局部失稳 |
6.1.2 动态化思想——实现“关键柱”动态判别防控 |
6.2 关键柱柱旁充填失稳防控的技术方法 |
6.3 关键柱柱旁充填失稳防控的核心机理 |
6.3.1 “关键柱-柱旁充填体”耦合承载 |
6.3.2 柱旁充填体对关键柱的侧向约束 |
6.3.3 关键柱受力状态转变为应变强化 |
6.3.4 减弱了关键柱强度的长期劣化 |
6.4 关键柱柱旁充填失稳防控的技术参数 |
6.4.1 柱旁充填体的材料选取 |
6.4.2 柱旁充填体的抗压强度 |
6.4.3 柱旁充填体的临界宽度 |
6.4.4 柱旁充填体的基本形态 |
6.5 关键柱柱旁充填失稳防控的效果评价 |
6.5.1 “关键柱-充填体”的应力分布 |
6.5.2 “关键柱-充填体”的稳定性 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
附表 |
致谢 |
攻读学位期间取得的学术成果 |
(5)莒山煤矿3#厚煤层下分层复采技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出与研究意义 |
1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
1.3 研究目标与研究内容 |
2 工程地质条件及煤岩物理力学参数测试 |
2.1 井田地质特征 |
2.2 3#煤层赋存特征 |
2.3 矿井概况 |
2.4 煤岩物理力学参数测试 |
2.5 本章小结 |
3 上分层遗留煤柱载荷传递规律及老采空区围岩变形破坏特征 |
3.1 煤柱载荷形式 |
3.2 煤柱载荷在下分层的传递规律 |
3.3 下分层破坏深度计算 |
3.4 遗留煤柱及采空区围岩变形破坏特征模拟 |
3.5 本章小结 |
4 下分层复采方法选择及区段煤柱宽度确定 |
4.1 复采工作面布置方式确定 |
4.2 下分层复采方法选择 |
4.3 下分层复采工作面回采巷道位置确定 |
4.4 复采工作面煤柱合理宽度确定 |
4.5 复采巷道支护方案设计 |
4.6 本章小结 |
5 3#厚煤层下分层复采工程实践 |
5.1 复203 工作面采矿地质条件 |
5.2 3#煤下分层复采方案设计 |
5.3 复采工作面顶板破碎带注浆加固技术 |
5.4 下分层复采工作面过异常区技术 |
5.5 工作面运输巷、回风巷及端头顶板控制 |
5.6 工作面矿压显现规律 |
5.7 本章小结 |
6 主要结论及后续展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 后续展望及不足 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(6)下垮落式复合残采区中部整层弃煤开采岩层控制理论基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题的目的和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 残煤复采国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 复合残采区开采矿压与岩层控制关键问题的研究现状 |
1.3.1 顶底板岩层结构稳定性研究现状 |
1.3.2 岩层移动下沉及预测研究现状 |
1.3.3 煤层群开采覆岩破坏及矿压显现规律研究现状 |
1.4 主要研究内容及方法 |
第二章 残煤资源分析及复合残采区概念的提出 |
2.1 残煤资源的产生及赋存特征 |
2.1.1 残煤的产生原因 |
2.1.2 残煤的赋存特征 |
2.2 残煤储量估算及分布特征 |
2.2.1 估算方法 |
2.2.2 初次回采率 |
2.2.3 残煤的回采率 |
2.2.4 可采储量及分布特征 |
2.2.5 残煤储量与当前煤炭储量的关系 |
2.2.6 各省残煤可采储量 |
2.3 残煤开采矿井统计及时空分布 |
2.3.1 残煤开采矿井统计 |
2.3.2 残煤开采矿井时空分布特征 |
2.4 残煤储量及储采比增加率空间分布 |
2.5 复合残采区中部整层弃煤开采岩层控制主要科学问题分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 下垮落式复合残采区中部整层弃煤开采底板岩层结构稳定性研究 |
3.1 下垮落式复合残采区底板“三区”划分 |
3.2 下垮落式复合残采区底板岩层结构的特点及形式 |
3.2.1 底板岩层结构的特点 |
3.2.2 底板结构形式 |
3.3 下垮落式复合残采区底板岩层模型及其稳定性分析 |
3.3.1 下垮落式复合残采区底板扰动模型的提出 |
3.3.2 下垮落式复合残采区底板“扰动砌体梁”模型及稳定性分析 |
3.3.3 下垮落式复合残采区底板―扰动块体梁半拱‖模型及稳定性分析 |
3.4 ―底板岩层结构稳定性”为核心的可采性判定方法 |
3.5 本章小结 |
第四章 下垮落式复合残采区岩层移动下沉规律及预测模型 |
4.1 单层长壁采空区岩层移动下沉模型 |
4.1.1 模型建立 |
4.1.2 参数确定方法及验证 |
4.1.3 模型的讨论与分析 |
4.1.4 实例分析 |
4.2 下垮落式复合残采区岩层移动下沉规律研究 |
4.2.1 上下垮落式残采区岩层移动下沉模型 |
4.2.2 刀柱采空区煤柱对岩层移动下沉的影响 |
4.3 下垮落式复合残采区岩层移动下沉预测模型 |
4.3.1 预测模型的建立 |
4.3.2 预测模型主要参数及岩层参数确定方法 |
4.4 新柳煤矿岩层移动下沉预测应用 |
4.4.1 下垮落式复合残采区概况 |
4.4.2 岩层移动下沉预测 |
4.5 本章小结 |
第五章 下垮落式复合残采区中部整层弃煤开采覆岩破坏及矿压显现规律研究 |
5.1 研究背景 |
5.1.1 白家庄煤矿复合残采区概况 |
5.1.2 岩石物理力学性质及围岩 |
5.2 研究方案 |
5.2.1 相似模拟方案 |
5.2.2 数值模拟方案 |
5.3 结果及讨论 |
5.3.1 下垮落式复合残采区开采岩层垮落破坏 |
5.3.2 下垮落式复合残采区开采底板岩层结构演化 |
5.3.3 下垮落式复合残采区岩层移动下沉规律 |
5.3.4 下垮落式复合残采区开采采场应力分布规律 |
5.4 本章小结 |
第六章 下垮落式复合残采区中部整层弃煤开采相关技术研究 |
6.1 开采可行性判定 |
6.2 岩层下沉预测 |
6.3 复合残采区探测 |
6.4 复合残采区开采工作面―三机‖配套研究 |
6.4.1 采煤机选型 |
6.4.2 刮板输送机选型 |
6.4.3 液压支架选型 |
6.5 复合残采区安全开采的技术建议 |
6.6 本章小结 |
第七章 主要结论及展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文及取得的成果 |
博士学位论文的独创性说明 |
(7)浅埋煤层短壁开采关键层破断及控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
Extended Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景和研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.4 主要创新点 |
2 连续采煤机短壁回采工艺研究 |
2.1 工程概况 |
2.2 短壁回采巷道布置及工艺 |
2.3 短壁回采工作面参数分析 |
2.4 设备配套方式 |
2.5 本章小结 |
3 考虑超前支承压力影响关键层开裂前的变形和能量分布研究 |
3.1 关键层失稳致灾原因 |
3.2 关键层受超前支承压力影响的弯矩、挠度和能量分布分析 |
3.3 工程算例 |
3.4 本章小结 |
4 浅埋煤层关键层开裂及垮落机理研究 |
4.1 关键层及覆岩垮落机理的理论分析 |
4.2 关键层及其上覆岩层开裂机理数值模拟分析 |
4.3 关键层及上覆岩层开裂过程的微震特性研究 |
4.4 本章小结 |
5 相邻区段回采关键层破坏机理研究 |
5.1 浅埋煤层短壁回采关键层变形及破断物理模拟研究 |
5.2 相邻区段开采关键层变形及破断的数值模型建立 |
5.3 单一区段支巷连续回收 |
5.4 相邻区段关键层处于稳定状态 |
5.5 相邻区段关键层处于垮落状态 |
5.6 本章小结 |
6 “关键层-屈服煤柱”系统安全破坏机理及工程方案设计 |
6.1 局部刚度理论 |
6.2 屈服煤柱力学特性 |
6.3 “关键层-屈服煤柱”安全破坏方案设计 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 进一步研究展望 |
参考文献 |
作者简介 |
学位论文数据集 |
(8)旧采残煤的资源、综采方法与矿压规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题的目的和意义 |
1.1.1 提出的背景 |
1.1.2 研究的意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外关于边角煤、保护煤柱等残煤资源复采的研究 |
1.2.2 国内关于边角煤、保护煤柱等残煤资源复采的研究现状 |
1.3 旧采残煤复采中典型问题的相关研究现状与分析 |
1.3.1 残煤巷式采空区围岩、矿柱稳定性研究 |
1.3.2 残煤区煤体及采空区瓦斯赋存特性与放散规律 |
1.3.3 老空区积水及处置的研究 |
1.4 论文的主要研究内容 |
1.4.1 残煤资源复采的国内外研究现状分析 |
1.4.2 论文的主要研究内容与研究方法 |
第二章 中国旧式采煤法残留煤炭资源及其特征研究 |
2.1 概述 |
2.2 1949年前全国旧采残煤资源分布与特征 |
2.2.1 1949年前全国旧采采煤法及残煤资源分布情况 |
2.2.2 1949年以前全国旧采残煤赋存特征 |
2.3 1949~2008年全国旧采残煤资源分布与特征 |
2.3.1 1949~2008全国旧采残煤资源分布情况 |
2.3.2 1949~2008全国旧采残煤赋存特征 |
2.4 1949年前山西省旧采残煤资源分布与特征 |
2.4.1 山西省煤炭资源概述 |
2.4.2 1949年前山西省旧采采煤法和旧采残煤资源分布情况 |
2.4.3 1949年前山西省旧采残煤赋存特征 |
2.5 1949~2008年山西旧采残煤资源分布与特征 |
2.5.1 1949~2008年旧采采煤法和旧采残煤资源分布情况 |
2.5.2 1949~2008年山西省旧采残煤赋存特征 |
2.6 本章小结 |
第三章 旧采残煤资源综合机械化复采方法的提出 |
3.1 旧采残煤资源复采方法及其选择原则 |
3.1.1 一般矿井采煤方法的选择原则 |
3.1.2 旧采残煤资源复采采煤方法的选择原则 |
3.2 旧采残煤巷式采空区积水特征及其处理方法 |
3.2.1 旧采残煤巷式采空区积水的形成原因和主要特征 |
3.2.2 旧采残煤采空区积水的预测与勘探方法 |
3.2.3 旧采残煤采空区积水的处置 |
3.3 采空区积气特征及其处理方法 |
3.4 旧采残煤综采工作面布置及设备选型 |
3.4.1 旧采残煤综采工作面巷道布置 |
3.4.2 旧采残煤复采综采工作面设备选型 |
3.5 复采工作面通风系统形成与采空区密闭 |
3.5.1 复采工作面通风系统 |
3.5.2 巷式采空区密闭 |
3.6 本章小结 |
第四章 房柱与刀柱混合残煤长壁复采的相似模拟试验研究 |
4.1 概述 |
4.1.1 相似模拟研究现状分析 |
4.1.2 残煤复采相似模拟试验台介绍 |
4.2 残煤复采相似模拟煤岩层系统制作 |
4.2.1 西河煤矿基本概况 |
4.2.2 相似材料及配比 |
4.2.3 旧采残煤复采的煤岩体模拟地层制作 |
4.2.4 应力测点和位移测点布置、安设和测试系统 |
4.3 工作面与房柱式残煤巷式采空区斜交布置复采的试验 |
4.3.1 工作面介绍 |
4.3.2 复采过程中直接顶的跨落 |
4.3.3 工作面完整开采过程中的顶板跨落 |
4.3.4 复采过程中煤柱宏观破裂规律 |
4.3.5 讨论与分析 |
4.4 房柱式残煤和条带式残煤混合开采的矿压显现规律 |
4.4.1 工作面介绍 |
4.4.2 工作面应力点布置 |
4.4.3 工作面位移点布置 |
4.4.4 第一工作面复采过程中的矿压显现规律 |
4.4.5 第二工作面复采过程中的矿压显现规律 |
4.5 本章小结 |
第五章 残煤复采矿压及显现规律的数值模拟研究 |
5.1 概述 |
5.2 模型简化、离散等数值模拟方法 |
5.3 各种工作面与旧采巷道交叉布置的顶板破坏区分布 |
5.3.1 工作面与旧采巷式采空区 0°交叉布置的煤层与顶板破坏区分布 |
5.3.2 工作面与旧采巷式采空区 20°交叉布置的煤层与顶板破坏区分布 |
5.3.3 工作面与旧采巷式采空区 30°交叉布置的煤层与顶板破坏区分布 |
5.3.4 工作面与旧采巷式采空区 45°交叉布置的煤层与顶板破坏区分布 |
5.3.5 工作面与旧采巷式采空区 60°交叉布置的煤层与顶板破坏区分布 |
5.3.6 工作面与旧采巷式采空区 90°交叉布置的煤层与顶板破坏区分布 |
5.4 工作面与旧采巷道各种交叉布置的顶底板应力分布 |
5.4.1 工作面与旧采巷式采空区 0°交叉布置煤层及顶底板应力分布 |
5.4.2 工作面与旧采巷式采空区 20°交叉布置煤层及顶底板应力分布 |
5.4.3 工作面与旧采巷式采空区 30°交叉布置煤层及顶底板应力分布 |
5.4.4 工作面与旧采巷式采空区 45°交叉布置煤层及顶底板应力分布 |
5.4.5 工作面与旧采巷式采空区 60°交叉布置煤层及顶底板应力分布 |
5.4.6 工作面与旧采巷式采空区 90°交叉布置煤层及顶底板应力分布 |
5.5 各种工作面与旧采巷道交叉布置的顶底板变形分布 |
5.5.1 工作面与旧采巷式采空区 0°交叉残煤开采顶底板位移规律 |
5.5.2 工作面与旧采巷式采空区 20°交叉残煤开采顶底板位移规律 |
5.5.3 工作面与旧采巷式采空区 30°交叉残煤开采顶底板位移规律 |
5.5.4 工作面与旧采巷式采空区 45°交叉残煤开采顶底板位移规律 |
5.5.5 工作面与旧采巷式采空区 60°交叉残煤开采顶底板位移规律 |
5.5.6 工作面与旧采巷式采空区 90°交叉残煤开采顶底板位移规律 |
5.6 西曲矿22102工作面过空巷矿压规律及对策 |
5.6.1 西曲矿22102工作面地质概况 |
5.6.2 西曲矿22102工作面巷道布置 |
5.6.3 工作面主要设备及过空巷措施 |
5.6.4 西曲矿采场通过空巷矿压规律小结 |
5.7 结果讨论与分析 |
5.8 本章小结 |
第六章 旧采残煤复采综采方法的工程实施 |
6.1 概述 |
6.2 斜沟煤矿旧采残煤复采工作面综采方法与工程实施 |
6.2.1 矿井概况 |
6.2.2 斜沟矿18107旧采残煤复采工作面地质等概况 |
6.2.3 斜沟矿18107旧采残煤复采工作面综采方法设计 |
6.2.4 斜沟矿18107旧采残煤复采工作面实施情况 |
6.2.5 斜沟煤矿旧采残煤复采综采工作面实施总结 |
6.3 西河煤矿旧采残煤复采综采工作面开采设计 |
6.3.1 西河煤矿概况及其旧采残煤赋存情况 |
6.3.2 旧采残煤赋存及资源 |
6.3.3 旧采巷式采空区煤层顶底板及积水、积气情况 |
6.3.4 旧采残煤资源复采设计方案 |
6.3.5 复采工作面新掘巷道过异常区控制技术 |
6.3.6 西河煤矿旧采残煤复采工作面开采设计小结 |
第七章 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 今后研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表论文情况 |
参与的主要科研项目 |
论文的独创性说明 |
(9)厚煤层旧采区复采矿压规律及其应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 残煤复采相关理论与技术发展现状 |
1.2.1 残留煤柱稳定性和向底板压力传递的研究情况 |
1.2.2 围岩控制研究现状 |
1.2.3 厚煤层旧采区残煤复采技术发展与现状 |
1.3 厚煤层残煤成因与复采类型分析 |
1.3.1 厚煤层旧采区残煤成因分析 |
1.3.2 残煤复采类型分析 |
1.4 厚煤层旧采区残煤复采需解决的问题 |
1.5 研究内容与方法 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究方法 |
第二章 厚煤层旧采区煤柱稳定性及应力传递分析 |
2.1 概述 |
2.2 残留煤柱稳定性的理论分析 |
2.2.1 煤柱的载荷 |
2.2.2 旧采区煤柱的应力分布 |
2.2.3 煤柱的稳定性分析 |
2.3 残留煤柱集中应力在复采底煤中的传递分析 |
2.3.1 残留煤柱底板任一点的应力值 |
2.3.2 残留煤柱底板破坏深度力学分析 |
2.3.3 残留煤柱底板传递应力大小分析 |
2.4 残留采空区覆岩稳定性分析 |
2.4.1 覆岩断裂垮距理论分析 |
2.4.2 非连续残留煤岩体运移相似模拟实验分析 |
2.5 影响残留煤柱稳定性因素的数值模拟分析 |
2.5.1 不同跨度残留采空区顶板变形数值模拟分析 |
2.5.2 残留煤柱向底板应力传递分布规律数值模拟分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 厚煤层旧采区工作面开采参数的分析 |
3.1 厚煤层旧采区复采过程概述 |
3.1.1 旧采区壁式复采过程相似模拟试验 |
3.1.2 旧采区壁式工作面复采过程数值模拟研究 |
3.2 实体煤柱下复采工作面顶板应力及合理采高的研究 |
3.2.1 实体煤柱下复采工作面顶板应力的理论分析 |
3.2.2 实体煤柱下复采工作面采高数值模拟计算结果分析 |
3.3 残留采空区下复采工作面顶板应力及合理采高的研究 |
3.3.1 残留采空区下复采工作面顶板应力的理论分析 |
3.3.2 完全空区下复采工作面合理采高数值计算结果分析 |
3.3.3 未充分垮落空区下复采工作面合理采高数值计算结果研究 |
3.3.4 充分垮落空区下复采工作面合理采高数值计算结果分析 |
3.4 复采工作面循环进度的确定 |
3.5 工作面推进方向分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 厚煤层旧采区复采工作面支架合理参数研究 |
4.1 概述 |
4.2 残留煤柱下复采工作面支架的合理参数研究 |
4.2.1 煤柱下复采工作面支架的初撑力分析 |
4.2.2 煤柱下残煤复采工作面支架的工作阻力 |
4.3 残留采空区下厚煤层复采工作面支架合理参数 |
4.3.1 残留采空区下厚煤层复采工作面支架的初撑力 |
4.3.2 残留采空区下复采工作面支架的工作阻力 |
4.4 基于支持向量机的厚煤层残采区残煤复采矿压研究 |
4.4.1 支持向量机方法 |
4.4.2 预测模型中的大规模训练样问题 |
4.4.3 模型选择 |
4.4.4 V-SVR预测流程 |
4.5 工程实例 |
4.5.1 理论计算支架的参数 |
4.5.2 数值模拟支架参数 |
4.5.3 矿压实测数据验证支架参数分析 |
4.5.4 复采工作面支架整末阻力支持向量机预测 |
4.6 本章小结 |
第五章 厚煤层旧采区残煤复采技术应用研究 |
5.1 韩咀煤业残采区概况 |
5.1.1 2107复采工作面概况 |
5.1.2 2107复采工作面残煤赋存状态 |
5.1.3 2107复采工作面围岩物理力学性质 |
5.2 旧采残留煤柱围岩稳定性及其对复采工作面影响 |
5.2.1 旧采区顶板岩梁垮落分析 |
5.2.2 残留煤柱集中应力在底煤中的传递分析 |
5.3 2107复采工作面支架参数分析 |
5.3.1 采煤方法的确定 |
5.3.2 开采参数的确定 |
5.4 复采工作面矿压显现规律实测研究 |
5.5 厚煤层旧采区残煤复采安全技术研究 |
5.5.1 复采工作面过煤柱顶板的管理 |
5.5.2 松散冒落体状态顶板管理 |
5.5.3 复采工作面过空区、空巷时顶板的管理 |
5.5.4 残留采空区积水、积气处理措施 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果 |
博士学位论文独创性说明 |
(10)复合刀柱式残采区中部整层弃煤开采岩层控制基础理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 残煤复采研究现状 |
1.3.2 采场顶板岩层移动变形研究现状 |
1.3.3 采场底板岩层移动变形研究现状 |
1.3.4 煤柱稳定性研究现状 |
1.4 研究内容 |
1.5 研究方法 |
1.6 技术路线图 |
第二章 工程概况与试验设计 |
2.1 工程概况 |
2.1.1 地质状况 |
2.1.2 开采条件 |
2.2 相似模拟试验设计 |
2.2.1 试验装置 |
2.2.2 试验参数 |
2.2.3 试验材料 |
2.2.4 试验配比 |
2.2.5 测试方案 |
2.2.6 试验内容 |
2.3 数值模拟试验设计 |
2.3.1 模型建立 |
2.3.2 边界条件 |
2.3.3 测点布置 |
2.3.4 开采方案 |
2.3.5 试验内容 |
2.4 本章小结 |
第三章 复合刀柱式残采区中部残煤采场岩层应力分布的时空演化规律 |
3.1 概述 |
3.2 刀柱开采对应力分布时空演化的影响 |
3.2.1 刀柱开采对应力分布影响的相似模拟分析 |
3.2.2 刀柱开采对应力分布影响的数值模拟分析 |
3.3 复合刀柱开采对应力分布时空演化的影响 |
3.3.1 复合刀柱开采对应力分布影响的相似模拟分析 |
3.3.2 复合刀柱开采对应力分布影响的数值模拟分析 |
3.4 中部残煤开采应力场的时空演化规律 |
3.4.1 应力场时空演化的相似模拟分析 |
3.4.2 应力场时空演化的数值模拟分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 复合刀柱式残采区中部残煤采场岩层移动变形的时空演化规律 |
4.1 概述 |
4.2 刀柱开采对移动变形时空演化的影响 |
4.2.1 刀柱开采对移动变形影响的相似模拟分析 |
4.2.2 刀柱开采对移动变形影响的数值模拟分析 |
4.3 复合刀柱开采对移动变形时空演化的影响 |
4.3.1 复合刀柱开采对移动变形影响的相似模拟分析 |
4.3.2 复合刀柱开采对移动变形影响的数值模拟分析 |
4.4 中部残煤开采变形场的时空演化规律 |
4.4.1 变形场时空演化的相似模拟分析 |
4.4.2 变形场时空演化的数值模拟分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 复合刀柱式残采区中部残煤采场岩层结构形式的时空演化规律 |
5.1 概述 |
5.2 刀柱开采对结构形式时空演化的影响 |
5.2.1 刀柱开采对采场岩层破坏特征的影响 |
5.2.2 刀柱开采对采场岩层结构形式的影响 |
5.2.3 承载层力学模型建立及其稳定性分析 |
5.3 复合刀柱开采对结构形式时空演化的影响 |
5.3.1 复合刀柱开采对采场岩层破坏特征的影响 |
5.3.2 复合刀柱开采对采场岩层结构形式的影响 |
5.3.3 控制层力学模型建立及其稳定性分析 |
5.4 中部残煤开采结构场的时空演化规律 |
5.4.1 中部残煤开采采场岩层破坏场的时空演化 |
5.4.2 中部残煤开采采场岩层结构场的时空演化 |
5.5 本章小结 |
第六章 复合残采区遗留煤柱(群)的稳定性分析 |
6.1 概述 |
6.2 基于极限强度理论的复合残采区遗留煤柱(群)稳定性分析 |
6.2.1 遗留煤柱(群)的载荷 |
6.2.2 遗留煤柱(群)的强度 |
6.2.3 遗留煤柱(群)稳定性的安全系数 |
6.3 基于渐进破坏理论的复合残采区遗留煤柱(群)稳定性分析 |
6.4 基于尖点突变理论的复合残采区遗留煤柱(群)稳定性分析 |
6.4.1 遗留煤柱(群)失稳破坏的尖点突变理论 |
6.4.2 遗留煤柱(群)失稳破坏的尖点突变模型 |
6.5 本章小结 |
第七章 复合刀柱式残采区中部残煤的可采性评价 |
7.1 概述 |
7.2 下位层间岩层中承载层位置的判定 |
7.3 上位层间岩层中控制层位置的判定 |
7.4 复合刀柱式残采区中部残煤开采可行性性判定 |
7.4.1 复合刀柱式残采区中部残煤开采可行性判定理方法 |
7.4.2 复合刀柱式残采区中部残煤开采可行性判定技术流程 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间的学术成果与参加科研项目情况 |
四、短壁残采轻放工作面矿压显现规律研究(论文参考文献)
- [1]石岩沟煤矿浅埋煤层近短壁工作面强制放顶矿压显现规律研究[D]. 陶叶青. 西安科技大学, 2020(01)
- [2]车集矿煤柱工作面开采技术研究[D]. 耿继业. 中国矿业大学, 2020
- [3]残留煤柱工作面巷道布置及卸压控制研究[J]. 于洋,柏建彪,王襄禹,武立飞,张连英,夏红春. 煤炭学报, 2020(S1)
- [4]复合残采区遗留群柱失稳致灾机理与防控研究[D]. 白锦文. 太原理工大学, 2019
- [5]莒山煤矿3#厚煤层下分层复采技术研究[D]. 贺子明. 中国矿业大学, 2019(09)
- [6]下垮落式复合残采区中部整层弃煤开采岩层控制理论基础研究[D]. 张玉江. 太原理工大学, 2017(01)
- [7]浅埋煤层短壁开采关键层破断及控制研究[D]. 姜海军. 中国矿业大学, 2016(03)
- [8]旧采残煤的资源、综采方法与矿压规律研究[D]. 徐忠和. 太原理工大学, 2016(08)
- [9]厚煤层旧采区复采矿压规律及其应用研究[D]. 焦雪峰. 太原理工大学, 2016(08)
- [10]复合刀柱式残采区中部整层弃煤开采岩层控制基础理论研究[D]. 白锦文. 太原理工大学, 2016(08)