急傾斜煤層群開采的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律.pdf

1、在過去由于國家經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要，鼓勵(lì)優(yōu)先開采賦存條件好，開采技術(shù)要求較低的煤層。所以對急傾斜煤層的開采礦山壓力的研究也就相應(yīng)的沒有引起足夠的重視。當(dāng)對近水平煤層，緩傾斜煤層的礦山壓力與控制的研究已經(jīng)形成一套比較完整的理論和框架的時(shí)候，急傾斜煤層煤層頂板壓力的研究還只是處于起步階段。最近幾年，由于國家提倡可持續(xù)發(fā)展，和能源節(jié)約開發(fā)，薄煤層，大傾角煤層等賦存條件較差的煤層也必須做到高效開采。
　　 本論文針對急傾斜煤層賦存的具體實(shí)

2、際，運(yùn)用彈性力學(xué)分析、數(shù)值模擬和相似模擬試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對急傾斜煤層礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性的研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)針對急傾斜煤層賦存條件的特殊性，將初次開采和正常開采條件下的基本頂分別假設(shè)為四邊固支和三邊固支一邊簡支的薄板模型，并認(rèn)為該薄板是各向同性的，將上覆巖層荷載分解為垂直于板方向的非均布的橫向載荷與平行與板方向的縱向載荷，由能量的觀點(diǎn)對其進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并認(rèn)為當(dāng)平行與板方向縱向載荷超過某臨界載荷時(shí)，

3、該薄板將由平面的平衡穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)入非穩(wěn)定的狀態(tài)，然后在垂直于板方向橫向載荷的作用下進(jìn)入另一個(gè)平衡的彎曲狀態(tài)。最后由彈性力學(xué)中板的理論解出該臨界載荷，與上覆巖層載荷沿傾向方向的分量相比，得出基本頂初次破斷準(zhǔn)則和周期破斷準(zhǔn)則。
　　 (2)依據(jù)現(xiàn)代巖石力學(xué)和采礦工程實(shí)踐，將采場的圍巖系統(tǒng)視為層狀連續(xù)的理想彈塑性介質(zhì)，并假定此介質(zhì)屬于分層各向同性的，將整個(gè)采場圍巖系統(tǒng)簡化為平面應(yīng)變模型，用有限元程序?qū)⒃撃Ｐ瓦M(jìn)行剖分計(jì)算，并對結(jié)果進(jìn)行處理

4、，對急傾斜煤層頂板應(yīng)力分布進(jìn)行分析，并將該結(jié)果與相似模擬結(jié)果進(jìn)行比較。
　　 (3)針對山西潞安集團(tuán)潞寧大漢溝煤業(yè)有限公司地質(zhì)條件和煤的賦存狀況，采用相似模擬試驗(yàn)方法，運(yùn)用太原理工大學(xué)自行研制的可繞軸旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)?zāi)Ｐ图軐υ摰V的5個(gè)可采煤層進(jìn)行模擬?？紤]各急傾斜煤層厚度的差異，設(shè)計(jì)采用不同的采煤方法對各層煤分兩個(gè)水平嚴(yán)格按照時(shí)間相似比進(jìn)行模擬開采。使用數(shù)碼相機(jī)照相法將頂板的彎曲破斷形態(tài)拍照記錄，結(jié)合各水平各區(qū)段在開采過程中與開挖完成后