厚土層淺埋煤層綜采覆巖破壞規(guī)律和支架阻力的研究

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1、論文題目：厚土層淺埋煤層綜采覆巖破壞規(guī)律與支架阻力研究專業(yè)：采礦工程碩士生：吳文湘(簽名)勉盤指導(dǎo)導(dǎo)師：侯忠杰(簽名)≠毛妻名廈摘要淺埋煤層近二十年開采實踐和理論研究表明，地表厚松散層淺埋煤層開采表現(xiàn)強(qiáng)烈礦山壓力顯現(xiàn)，需要特大阻力液壓支架平衡上覆巖層和松散層載荷，才能防止大的切頂災(zāi)變發(fā)生，而對厚粘土覆蓋淺埋煤層這種特殊條件下開采礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律研究較少。本文采用室內(nèi)相似模擬實驗、理論分析和數(shù)值模擬等方法，對厚粘土層覆蓋淺埋煤層綜合機(jī)械化開采覆巖破壞規(guī)律及合理支架阻力進(jìn)行了深入研究。從厚粘土層的工程地質(zhì)特性研究入手，結(jié)合南梁礦20115綜采首采面的地質(zhì)條件，進(jìn)行了兩架大型相

2、似模擬實驗，并首次采用自主開發(fā)的模擬實驗恒阻支架仿真控制系統(tǒng)，有效地模擬了工作面支架不同支護(hù)阻力下的“支架一圍巖”相互關(guān)系，通過對支護(hù)阻力、覆巖破斷規(guī)律、三趾馬亞粘土層對老頂?shù)挠绊懙确治觯瑥亩沂玖烁采w層厚粘土層是工作面未造成覆巖沿煤壁整體垮落的關(guān)鍵影響層。同時，理論分析了地表厚松散層淺埋煤層頂板不存在砌體梁結(jié)構(gòu)，因而不能應(yīng)用砌體梁理論計算支架載荷。通過研究破斷巖柱中關(guān)鍵巖塊的平衡條件，建立了關(guān)鍵巖塊結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，得到了厚粘土層覆蓋淺埋煤層綜采面支架合理支護(hù)阻力的理論計算公式。應(yīng)用RFPA。20程序?qū)δ狭旱V20115面開采進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，表明開采厚土層覆蓋淺埋煤層在開

3、采過程中，隨著工作面推進(jìn)，由于粘土層的粘聚力，上位巖層離層不斷發(fā)育到土層后，斷裂裂隙才很快貫通到地表。工作面所表現(xiàn)的礦山壓力顯現(xiàn)并不像陜北礦區(qū)厚風(fēng)積沙層下開采劇烈，在一定的推進(jìn)距離內(nèi)，覆巖不會出現(xiàn)自煤壁向地表的全厚切落，從而驗證了模擬實驗的結(jié)果。關(guān)鍵詞：淺埋煤層；厚土層；支架阻力；恒阻模擬支架；仿真控制系統(tǒng)：模擬實驗研究類型：應(yīng)用研究Subject：ResearchonFailureLawsofOverlyingRockandSupportResistanceinFully—mechanizedFaceinShallowseamofThickClayLayersSpeci

4、alty：MiningEngineeringName：WuWenxiangSupervisor：HouZhongjieABSTRACT(Signature)Inthispaper,thelawoftheappearanceofstratapressure，overlyingstratamovementandreasonableforceofthesupportsinshallowseamminingunderthickclaylayersarestudiedindetailswiththreemethodsasfollowing：simulatingmodeltest，n

5、umericalsimulationandtheoreticalanalysis．Proceeding、vitlltheengineeringgeologicalcharacterofthelateriteandloess．a(chǎn)ndcormectwiththegeologicalconditionsofthefrstfullymechanizedcoalminingface(20115face)inNanLiangcoalmine．Twomodelsofequivalentmaterialareestablished，asuitofEmulationalcontrolsys

6、temofsimulatingbracketwithconstantresistancemechanicscharacterisdevisedandusedinFieldSimulationExperimentatthefisrttime．therebytherelationshipbetweenthesupportandthesurroundingrockwithdifferentsupportsisefficientlyanalyzed．Throughanalyzingthesupportingresistance，influenceoflateriteonthema

7、inroofstructureandfallingheightofoverlyingrock，itisrevealedthatthehugethickclaylayersiskeyaffectingstratawhichcontroltheoccurrenceofintensiveappearanceofstratapressureaccompanyingtheoverlyingstratafull-thickenerscutting·offalongtheseamwall．TheoreticaIAnalysedtheroof