长治矿区大采高综采工作面矿压显现特征与控制技术研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:midou2000
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我国的煤炭总储量居世界前列,面对日益紧张的能源问题,如何推进煤炭工业实现机械化、高产高效、集约安全的可持续发展道路是煤炭工业发展的重要目标。目前,大采高综采技术,即一次采全高综采技术,是采高在3.5-6.0m之间,工作面使用大功率双滚筒采煤机和重型刮板运输机割、运煤,用大吨位液压支架控制顶板,实现煤炭工业可持续发展的重要综采技术手段。课题选择山西煤炭相对于大采高综采技术发展空白区的长治矿区三元王庄煤业。通过实验测评、理论分析、现场实测及数值模拟等方法研究了三元王庄煤业3号煤层上覆岩层裂隙发育及岩层力学参数,并对岩层裂隙发育破碎区段进行进一步分层,利用分层后的岩层厚度,通过各岩层载荷公式和“梁”理论公式计算了理论上的垮落步距,结合现场对三元王庄煤业实测数据的分析和FLAC3D数值模拟的来压特征,系统地分析了大采高采场矿压显现特征,最后通过现场实测数据的分析、上覆岩层移动及断裂规律、支架支护强度的确定和防治煤壁片帮的措施研究了采场控制技术。其中,岩层分层依据TYGD10型岩层钻孔窥视仪窥视分析,并首次提出了“钻孔窥视覆岩破碎分类”标准;现场实测数据的分析包括:来压情况、支架工作阻力、初撑力、煤壁片帮、安全阀开启、活柱下缩量、回采巷道支承压力;考虑到FLAC3D数值模拟软件分析数据结果的缺陷,利用了Teplot软件进行了后数据的处理分析。本论文通过四个研究块段的紧密结合,得到了大采高综采工作面直接顶初次来压步距、基本顶初次、周期来压步距;支架工作面阻力的适应性及初撑力处于低初撑力状态;来压时煤壁片帮程度、安全阀开启情况、活柱下缩量;确定了超前支承压力影响范围、显著影响范围及强度。通过对三元王庄煤业3号煤层大采高首采工作面矿压显现特征及控制技术的全面细致分析,从而确保了三元王庄煤业3号煤层大采高综采接替工作面整体运用良好,并且长治矿区三元中能煤业也即将运用大采高综采技术。
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