羊场湾煤矿62m采高综采面矿压规律的研究.pdf

西安科技大学
硕士学位论文

姓名:王永洪
申请学位级别:硕士
专业:采矿工程
指导教师:李龙清
2011
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论文题目:羊场湾煤矿 采高综采面矿压规律研究
专业:采矿工程
硕士生:王永洪(签名)
指导教师:李龙清(签名)
摘要
羊场湾煤矿 Y120202 综采面平均煤厚约 ,平均采高 ,采用厚煤层大采高
一次采全厚综合机械化采煤法,以羊场湾煤矿 Y120202 综采面为工程背景,采用现场观
测、相似材料模拟、数值模拟和理论分析等方法,主要研究了大采高工作面矿压显现特
征、煤壁片帮机理和合理支架工作阻力的确定。
通过对现场实测的支架工作阻力数据进行分析,得到了直接顶垮落步距为
~,平均 ,基本顶初次垮落步距为 ~,平均 ,基本顶周
期来压步距平均为 ;实测各支架加权工作阻力和最大工作阻力平均值分别为
4278kN、7182kN,分别占额定工作阻力的 %、%,表明现在使用的支架工作
阻力能满足来压的要求;工作面超前支承压力峰值位置为煤壁前方 ,超前支承应力
集中系数 ;煤壁片帮 3 种型式:半煤壁片帮、片帮冒顶、整体片帮。
通过相似材料模拟试验,对实验观测数据进行分析,得到了直接顶初次垮落步距为
,基本顶初次垮落步距为 ,基本顶周期垮落步距平均值为 25m,与现场实
测数据基本一致;支架大部分初撑力都分布在额定初撑力 7600kN 附近,工作面支架工
作阻力普遍在 8000kN 左右,表明额定工作阻力 11000kN 的支架能够满足工作面顶板来
压时的控制要求,与现场实测数据基本相符。
采用 FLAC3D 数值模拟软件,对工作面推进过程覆岩状态及基本顶初次来压、周期
来压、裂隙贯通时支架工作阻力与顶板下沉量关系进行了模拟,数值模拟结果表明:顶
板垮落状态与相似材料模拟现象基本一致;当采高为 时,求得合理的支架工作阻
力为 11136kN,与现场实测和相似材料模拟的结果基本相符。
采用“压杆”理论初步分析了煤壁的片帮机理,并将分析结果与现场实测结果进行
了比较,认为煤壁片帮可能发生两种形式:一种是半煤壁片帮,煤壁首先在距底板
倍采高处失稳;另一种是整个煤壁片帮。不同软硬程度的煤呈现出不同的片帮型式。
论文的研究将丰富大采高工作面的矿压理论,并为类似地质条件下的大采高工作面
矿压规律提供参考依据。


2
关键词:羊场湾煤矿; 采高;支架工作阻力;矿压规律;煤壁片帮
研究类型:应用研究

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Subject : Study on Characteristics of Stata Behavior in Mining Height
Fully-Mechanized Face of in Yang Changwan Coal Mine
Specialty : Mining Engineering
Name : Wang Yong-hong (Signature)
Instructor : Li Long-qing (Signature)
ABSTRACT
Technology about high cut in fully mechanization face is used to mine thick coal
seam in Yang Changwan Coal Mine where the coal seam thickness is . To solve the
problems of intensive strata behaviors and bad stability of rib spalling in working faces with
great mining height, taking the working face with mining height of in Yang Changwan
Coal Mine as an engineering background, the strata behaviors and the mechanism of rib
spalling are studied deeply and systemically in this paper, based on scene measure way, model
simulation test