大倾角综采工作面遇断层开采技术研究

发布时间：2023-12-10 14:07

　　本论文通过大倾角复杂煤层遇到断层破碎带的开采技术研究,研究大倾角复杂煤层综采面遇到断层究竟是采取过断层方法直接穿过断层回采还是工作面搬家重新开切眼绕过断层破碎带回采,为实现此类煤层的安全高效开采提供参考。研究主要包括:1)揭示了断层破碎带“活化”机理及断层破碎带“活化”滑移影响因素:断层倾角、断层开采的附加剪应力增大正应力减小以及断层及围岩性质等;大倾角工作面回采遇断层破碎带,断层带区域煤岩体完整性遭到破坏,断层带附近顶板产生发生变形、破坏及运移,特别是当工作面倾斜中上部顶板岩体接触到断层破碎带时,顶板与支架之间的系统稳定变得尤为复杂,难以保证工作面支护系统的稳定性;2)通过相似模拟与数值模拟研究得出,工作面推进至距离断层破碎带前20m范围时,应力与位移急剧增大,塑性区范围明显扩大,可知该区域已进入断层对工作面的主要影响区,应当在该区域开始采取过断层技术措施,同时在过断层破碎带期间增强工作面安全生产措施,增强支护管理;确保综采面安全高效通过断层破碎带。3)开展了工程实践研究,分析攀煤集团花山煤矿6152综采面过断层时支架失稳原因有断距过大,采高加大、支架过重、架前冒顶、未安装防倒防滑装...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 国内大倾角煤层开采的研究现状
        1.2.3 国内关于断层研究现状
        1.2.4 国内外对大倾角煤层过断层开采的研究现状
    1.3 研究综述
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 大倾角综采遇断层理论分析
    2.1 断层活化机理及影响因素
        2.1.1 断层活化机理
        2.1.2 断层影响区顶板平衡结构力学分析
        2.1.3 断层活化失稳影响因素
    2.2 大倾角综采工作面遇断层开采
    2.3 综采面遇断层
        2.3.1 煤层开采通过断层可行性分析
        2.3.2 综采面过断层基本方法
        2.3.3 断层影响范围的确定
    2.4 本章小结
3 采动影响下断层活化数值模拟
    3.1 模型的建立
        3.1.1 数值模型
        3.1.2 边界条件及参数选取
    3.2 数值模拟结果分析
        3.2.1 大倾角遇断层模拟倾向垂直应力分析
        3.2.2 大倾角煤层过断层模拟倾斜方向位移分析
        3.2.3 大倾角煤层过断层模拟倾向塑性区分析
        3.2.4 大倾角煤层过断层模拟走向应力分析
        3.2.5 大倾角煤层过断层模拟走向位移分析
        3.2.6 大倾角煤层过断层模拟走向塑性区分析
    3.3 本章小结
4 采动影响下断层活化相似模拟
    4.1 引言
    4.2 相似模拟模型设计
        4.2.1 实验目的
        4.2.2 相似实验模型建立
        4.2.3 模型相似比及材料配比确定
    4.3 实验过程
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 回采期间顶底板移动变形结果分析
        4.4.2 回采期间液压支架支护阻力结果分析
    4.5 本章小结
5 工程实例
    5.1 过断层期间工作面倒架分析
        5.1.1 工作面概况
        5.1.2 过断层期间倒架情况
        5.1.3 工作面支架倒架原因
        5.1.4 支架倾斜度分布特征
        5.1.5 处理措施
    5.2 综采面切底法过断层
        5.2.1 工作面基本情况
        5.2.2 过正断层前准备工作
        5.2.3 卧底过断层技术
        5.2.4 综采面过断层安全技术措施
        5.2.5 过断层效果
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3872555