【摘 要】
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复合顶板在层状沉积岩层的煤系地层中较为常见,在我国的煤层总量中占比较大,其破坏机理复杂,影响工作面的高效安全开采,加之工作面前方存在陷落柱,内部复杂且较为松散,工作面采动应力与之叠加后,更是大大增加了问题的复杂性,影响煤矿的安全生产。本论文根据常顺煤矿9108工作面的现场条件,通过理论分析、数值模拟、相似模拟以及现场工业性试验的方法对复合顶板条件下工作面过陷落柱矿压显现规律进行研究,主要研究结果如
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复合顶板在层状沉积岩层的煤系地层中较为常见,在我国的煤层总量中占比较大,其破坏机理复杂,影响工作面的高效安全开采,加之工作面前方存在陷落柱,内部复杂且较为松散,工作面采动应力与之叠加后,更是大大增加了问题的复杂性,影响煤矿的安全生产。本论文根据常顺煤矿9108工作面的现场条件,通过理论分析、数值模拟、相似模拟以及现场工业性试验的方法对复合顶板条件下工作面过陷落柱矿压显现规律进行研究,主要研究结果如下:（1）理论分析结果表明:陷落柱由内而外主要分为四个分区;复合顶板极限跨距及其周期来压步距会随着距陷落柱距离的减小而相应减小;影响陷落柱内外部应力变化的主要原因为陷落柱自重及围岩应力。（2）数值模拟分析结果表明:复合顶板主要受拉伸破坏;工作面过陷落柱应力分布为应力升高阶段、应力异常升高阶段、应力降低阶段、应力二次升高阶段四个受力阶段。（3）相似模拟分析结果表明:拉伸破坏为复合顶板的破断过程中的主要破坏形式;工作面离陷落柱越近则来压步距越小,周期来压越频繁,离陷落柱越远则来压步距会适当增大,来压周期适当变长。（4）现场工业性实验结果表明:ZZ13000-21/42型支架的适用性良好;在工作面过陷落柱时应提前进行加固,同样的,贴帮柱、煤柱内注浆、加快工作面的推进速度,快速推过陷落柱影响区域等方法也可提高前方煤柱的稳定性。本论文研究结果旨在为常顺煤矿9108工作面安全高效开采提供技术参考,为其安全高效开采以及安全过陷落柱提供理论依据,同时可为盂县地区类似工作面开采提供指导意义。
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