大采高上覆岩层矿压显现及支护阻力研究(张良库)

分类号密级太原理工大学硕士学位论文题目大采高采场覆岩活动规律及支护阻力研究英文并列题目Largeminingheightofoverlyingstratamovementregularitiesandsupportresistanceresearch研究生姓名：张良库专业：采矿工程研究方向：矿山压力及其控制导师姓名：弓培林导师职称：教授论文提交日期2012/5学位授予单位：太原理工大学地址：山西·太原、太原理工大学硕士研究生学位论文I大采高采场覆岩活动规律及支护阻力研究摘要从我国能源状况上看，我国石油和天然气储量不富裕，但拥有丰富的煤炭资源。我国在相当长一段时间内以煤炭为主要能源的能源结构不会发生变化。在我国探明的煤炭储量中厚煤层的储量占有三分之一的比例。在厚煤层的开采中大采高综采技术的优势越来越明显，但同样制约大采高综采技术的发展的因素也很多。本文以神东矿区大采高工作面的现场资料为依据，研究大采高综采工作面长度以及采高不断增加的开采条件下，工作面不断推进过程中上覆岩层的变形移动破坏规律及支架工作阻力的变化规律。所做的主要工作如下：（1）通过对神东矿区大采高现场资料在工作面长度分别为120.1m、281.4m和343.8m及工作面4.8m、5.8m采高情况下的矿压观测，进行分析比较得到大采高综采随着工作面长度的增加及不同采高围岩变形运动的规律，来指导相似采场的生产实践。（2）利用现场搜集的煤层赋存数据及力学特性，采用计算机数值模拟的手段研究不同工作面长度及采高的大采高综采上覆岩层变形破断等矿压规律，结合现场观测的数据总结发生的变化规律。（3）通过关键层理论，从理论上判定关键层的空间位置，从而进一步掌握大采高综采煤层顶板岩层的移动、破坏规律，并分析其形成的结构。太原理工大学硕士研究生学位论文II（4）通过对同类采场现场矿压资料、计算机数值模拟及理论分析，建立大采高综采采场的力学模型，形成大采高综采支架——围岩作用关系，得到大采高综采技术下不同工作面长度及采高的支架工作阻力的变化及确定。为大采高综采同类采场的工作面回采提供科学依据。关键词：大采高综采技术，工作阻力，关键层，数值模拟，支架围岩太原理工大学硕士研究生学位论文IIISTUDYONTHELARGEMINGINGHIGHTOFOVERLYINGSTRATAMOVEMENTREGULARITIESANDSUPPORTRESISTANCERESEARCHABSTRACTFromthesituationofourcountryenergypointofview,China'spetroleumandnaturalgasreservesisrich,butrichincoalresources.Ourcountryisinafairlylongperiodoftimeusingcoalasmainenergystructurewillnotchange.Inourprovencoalreservesinthickcoalreservesoccupy1/3oftheproportion.Inthethickcoalseammininginlargeminingheightfullymechanizedcoalminingtechnologyisbecomingmoreandmoreobvious,butalsorestrictsthelargeminingheightfullymechanizedcoalminingtechnologydevelopmentbyalotoffactors.Inthispaper,inordertoShendongminingareawithlargeminingheightfacefielddataasthebasis,studyoflargeminingheightfullymechanizedcoalminingfacelengthandminingheightincreasedundertheconditionofminingworkingface,continuouslypushforwardtheprocessofoverlyingstratamovementanddeformationfailureregularityofthevariationofsupportworkingresistance.Themainworksareasfollows:(1)throughtoShendongminingareawithlargeminingheightfield太原理工大学硕士研究生学位论文IVdataintheworkingfacelengthrespectively,120.1m,281.4mand343.8mand4.8m,5.8mminingheightworkingfaceundertheconditionofthemineralpressureobservation,analysisandcomparisonarelargeminingheightfullymechanizedcoalminingworkingfacewithincreasedlengthanddifferentminingheightandthedeformationofthesurroundingrockmovementofthelaw,toguidesimilarstopeproductionpractice.(2)usingthecollecteddataandmechanicalcharacteristicsofcoalseam,usingcomputernumericalsimulationstudyonthemeansofdifferentlengthofworkingfaceandminingheightfull-mechanizedminingfullheightofoverlyingstratadeformationbreakandthelawofminepressure,combinedwithobservationdatasummarychangerule.(3)throughthekeylayertheory,fromtheoreticdecisionkeylayerspatiallocation,soastofurthergraspthelargeminingheightfullymechanizedcoalmininginseamroofmovement,failurelaw,andanalyzesitsformingstructure.(4)throughtothesamestopein-situdata,numericalsimulationandthetheoreticalanalysis,establishmentoffully-mechanizedcoalfacewithlargeminingheightmechanicalmodel,formationoflargeminingheightfully-mechanizedsupport--rockinteractionrelationship,getthelargeminingheightfullymechanizedcoalminingtechnologyunderdifferentworkingfacelengthandminingheightsupportworkingresistancechangeanddetermine.Forthelargeminingheightfullymechanizedcoalmining太原理工大学硕士研究生学位论文Vstopeminingfacesimilartoprovideascientificbasis.Keywords：largeminingheightfullymechanizedcoalminingtechnology,workingresistance,keystrata,numericalsimulation,supportandsurroundingrocks太原理工大学硕士研究生学位论文目录第一章绪论.......................................................11.1课题的提出及研究意义.........................................11.1.1课题的背景及提出.......................................11.1.2课题研究意义...........................................21.2课题国内外研究现状及发展状况.................................21.2.1大采高开采技术的研究现状及发展概况.....................31.2.2国内外矿山压力理论研究现状.............................41.2.3综采工作面支架工作阻力的研究...........................71.3研究内容及技术路线...........................................91.3.1研究内容...............................................91.3.2技术路线..............................................10第二章大采高综采不同采高工作面矿压规律实测结果对比研究.............112.1补连塔煤矿12406工作面4.8m采高矿压规律实测研究...........112.1.112406工作面开采技术条件.............................112.1.212406工作面矿压实测方法.............................122.1.312406工作面矿压实测结果.............................122.2上湾煤矿51202工作面5.8m采高矿压规律实测研究.............192.2.151202工作面开采技术条件.............................192.2.251202工作面矿压实测方法.............................202.2.351202工作面矿压实测结果.............................202.3不同采高工作面矿压规律的对比分析...........................31第三章大采高综采不同工作面长度矿压规律实测结果对比研究...........333.1哈拉沟煤矿22401-1工作面矿压规律实测研究（120m）..........333.1.122401-1工作面开采技术条件...........................333.1.222401-1工作面矿压实测方法...........................343.1.322401-1工作面矿压实测结果...........................353.2哈拉沟煤矿22401-2工作面矿压规律实测研究（280.4m）........373.2.122401-2工作面开采技术条件............................383.2.222401-2工作面矿压实测方法...........................383.2.322401-2工作面矿压实测结果...........................393.3哈拉沟煤矿22404工作面矿压规律实测研究（348.3m）..........423.3.122404工作面开采技术条件.............................4