大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究
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摘要
大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤工作面矿压规律和顶板顶煤运动不同于缓倾斜煤层,其几何特征和时空关系下的矿压规律和顶板顶煤运动较为复杂。
本研究以大倾角“三软”不稳定厚煤层单体液压支柱放顶煤开采可行性及关键技术研究为工程背景,采用损伤理论分析、矿山压力现场测试和数值模拟相结合的研究方法,综合对大倾角煤层(35°)放顶煤开采过程中矿山压力分布规律、顶板和顶煤移动规律进行研究。
运用损伤理论得到煤岩损伤破坏本构方程,分析了支承压力的变化规律和影响因素,求解了工作面不同位置的支架工作阻力。通过现场观测确定了采场的基本矿压参数及其来压特征、回采巷道围岩变形特征和支柱工作阻力、动载系数等,并对工作面顶底板进行了分类。利用深基点的观测分析了顶板和顶煤的移动规律,进一步认识顶煤从实体煤到裂隙发展、贯通、破碎的机理。结合FLAC3D数值模拟进一步分析了工作面采场应力和位移的分布规律,并指出防护的重点。
以上研究结果为大倾角“三软”不稳定厚煤层单体液压支柱放顶煤开采可行性及关键技术研究提供了依据。
The movement law of top-coal and behavior of rock pressure regularity under the sub-level caving in extremely soft seam of steep coal mine is defferent from genty inclined coal.Physical the geometric characteristics and spatial and temporal relations,dynamic disaster is very likely to be induced by the such complexity conditions of the top coal.
In this study, engineering background is hydraulic prop supporting face caving coal feasibility and key technology research for the sub-level caving in extremely soft seam of steep coal mine.A combination of research methods of using damage theory analysis,underground pressur site monitoring,numerical simulation analysi and so on, synthesis of steep seam (35°) during top coal caving mining the pressure distribution of the roof and the top-coal movement patterns as well as effects of hydraulic prop supporting research.
Have coal and rock damage constitutive equations by using of damage theory, analyzed the variation of bearing pressure and the influencing factors, solved the working face of the support resistance at different locations. The research results show the basic mining pressure parametersand characteristics,and roadway surrounding rock deformation characteristics,the working resistance of individual hydraulic-prop,dynamic load factor and so on , category of direct roof,grade of the old roof. Analysis the movement laws of the roof and the top-coal by observing the deep base point displacemen and further understanding the top-coal from the entities coal to crack development, linking, broken mechanism. With the constitutive model in FLAC3D,numerical simulations were carried out that stress and displacement have been effectively controlled,and pointed out the focus of attention to protection.
The above results provide basis for the hydraulic prop supporting face caving coal feasibility and key technology research for the sub-level caving in extremely soft seam in steep coal mine
本研究以大倾角“三软”不稳定厚煤层单体液压支柱放顶煤开采可行性及关键技术研究为工程背景,采用损伤理论分析、矿山压力现场测试和数值模拟相结合的研究方法,综合对大倾角煤层(35°)放顶煤开采过程中矿山压力分布规律、顶板和顶煤移动规律进行研究。
运用损伤理论得到煤岩损伤破坏本构方程,分析了支承压力的变化规律和影响因素,求解了工作面不同位置的支架工作阻力。通过现场观测确定了采场的基本矿压参数及其来压特征、回采巷道围岩变形特征和支柱工作阻力、动载系数等,并对工作面顶底板进行了分类。利用深基点的观测分析了顶板和顶煤的移动规律,进一步认识顶煤从实体煤到裂隙发展、贯通、破碎的机理。结合FLAC3D数值模拟进一步分析了工作面采场应力和位移的分布规律,并指出防护的重点。
以上研究结果为大倾角“三软”不稳定厚煤层单体液压支柱放顶煤开采可行性及关键技术研究提供了依据。
The movement law of top-coal and behavior of rock pressure regularity under the sub-level caving in extremely soft seam of steep coal mine is defferent from genty inclined coal.Physical the geometric characteristics and spatial and temporal relations,dynamic disaster is very likely to be induced by the such complexity conditions of the top coal.
In this study, engineering background is hydraulic prop supporting face caving coal feasibility and key technology research for the sub-level caving in extremely soft seam of steep coal mine.A combination of research methods of using damage theory analysis,underground pressur site monitoring,numerical simulation analysi and so on, synthesis of steep seam (35°) during top coal caving mining the pressure distribution of the roof and the top-coal movement patterns as well as effects of hydraulic prop supporting research.
Have coal and rock damage constitutive equations by using of damage theory, analyzed the variation of bearing pressure and the influencing factors, solved the working face of the support resistance at different locations. The research results show the basic mining pressure parametersand characteristics,and roadway surrounding rock deformation characteristics,the working resistance of individual hydraulic-prop,dynamic load factor and so on , category of direct roof,grade of the old roof. Analysis the movement laws of the roof and the top-coal by observing the deep base point displacemen and further understanding the top-coal from the entities coal to crack development, linking, broken mechanism. With the constitutive model in FLAC3D,numerical simulations were carried out that stress and displacement have been effectively controlled,and pointed out the focus of attention to protection.
The above results provide basis for the hydraulic prop supporting face caving coal feasibility and key technology research for the sub-level caving in extremely soft seam in steep coal mine
引文
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