神树畔煤矿厚硬顶煤破断冒放规律与裂化促放研究

发布时间：2024-04-06 22:31

　　榆神矿区是我国重要的能源基地,矿区煤层厚度大,结构简单,适合采用综放开采,但由于煤层埋深浅、硬度大,矿山压力显现不明显,导致煤矸的冒落块度大,不利于顶煤的回收。本论文以神树畔煤矿3107工作面为工程背景,采用实验室实验与数值模拟相结合的方法研究了浅埋深条件下厚硬顶煤的破断冒放特征及水力压裂裂化顶煤情况下水力裂缝的扩展规律,提出了厚硬顶煤裂化促放的技术参数并在现场应用,取得了良好的试验效果。论文研究取得的结论如下:(1)根据综放开采顶煤破断运移的实际形态,分析了PFC软件中线性模型与平行粘结模型的特征以及对顶煤破断运移和放落模拟的适用性。分析表明,线性模型颗粒间无粘结,颗粒间相互滑移,可模拟顶煤的流动放落过程及煤矸界面特征,适用于模拟散体状软煤的流动特征;平行粘结模型由于具有抵抗应力及扭矩、在粘结被破坏后会转化为线型的特点,可以较为真实的模拟煤体的受力状态、破断形态和运移放落过程,适合用于厚硬煤层破断冒放特征的模拟分析。(2)利用单轴压缩和巴西劈裂实验标定了顶煤的力学参数并建立了工作面开采的数值计算模型。模拟发现厚硬顶煤条件下顶板的初次垮落步距长,煤层断裂线滞后于支架尾梁,断裂角小于90...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1中国与世界的能源消费结构图

1绪论11绪论1Introduction1.1选题的意义及背景（MeaningandBackgroundoftheTopic）煤炭是我国的主要能源和化工原料，作为不可再生能源，煤在一次能源的开采与消费结构中，其比例一直维持在70%左右，目前及今后相当长时间内在能源结构中居于重要地....

图1-2顶煤破断冒放的块度理论框架

钠苹底饔茫?芯苛斯ぷ髅媲胺矫?体的垂直应力与水平应力的相互作用，认为上部顶煤与下部顶煤的应力路径不同，上部顶煤由垂直应力转化为水平应力反复加载，下部顶煤为垂直应力转化为水平应力保持不变。顶煤的裂隙发育程度受水平应力和垂直应力加载速率的影响，且支撑作用主要破坏的下部顶煤。（2）顶煤....

图1-3裂缝的分类

1绪论7接触面地相对滑移，作用力方向平行于接触面，撕开型表现为裂缝接触面在力的作用下产生不同方向的滑移。实际情况下，在煤层压裂过程中，由于载荷的大小及方向的复杂性，导致裂缝的受力不均，造成几种裂缝类型在压裂过程中均会出现，以混合裂缝的形式扩展，但主要以张开型裂缝为主。a)张开型b....

图2-1工作面煤岩柱状图

概况（GeologicalOverview）2.1.1地质条件矿井位于鄂尔多斯盆地中部次级构造单元陕北斜坡中部。3107工作面为神树畔煤矿的北翼工作面，工作面采用三巷布置，分别为辅运巷、皮带巷及回风巷，皮带巷规格为6×4.3m，回风巷和辅运巷为5.4×4.3m。工作面可采推进长度....

本文编号：3947258