大傾角大采高工作面煤壁失穩(wěn)機(jī)理及控制.pdf

1、我國厚煤層儲(chǔ)量豐富,大采高綜采隨著技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的日益突出和配套設(shè)備的重大進(jìn)展,已成為厚煤層開采的重要發(fā)展方向。但當(dāng)大采高工作面遇到大傾角等復(fù)雜煤層賦存條件,將造成采場圍巖控制的難度增大,特別是工作面煤壁易于片幫失穩(wěn),嚴(yán)重制約了大采高工作面安全高效優(yōu)勢的發(fā)揮。因此,開展大傾角大采高工作面煤壁失穩(wěn)機(jī)理及控制研究具有重要現(xiàn)實(shí)與理論意義。
　　論文調(diào)查統(tǒng)計(jì)了大采高工作面煤壁失穩(wěn)的主要形式及其失穩(wěn)特點(diǎn),根據(jù)大采高工作面煤壁失穩(wěn)的不同機(jī)制,對大采

2、高工作面煤壁失穩(wěn)進(jìn)行了科學(xué)分類,提出了應(yīng)力控制型煤壁失穩(wěn)和結(jié)構(gòu)控制型煤壁失穩(wěn)的概念,并解釋了其內(nèi)涵。
　　采用彈性力學(xué)的基本理論,對應(yīng)力控制型煤壁失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行了理論研究,分析了工作面煤壁前方煤體內(nèi)的應(yīng)力分布規(guī)律。根據(jù)工作面前方煤體內(nèi)最大主應(yīng)力和最大剪應(yīng)力的分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在在大采高工作面煤壁中部偏上部位易發(fā)生拉裂破壞機(jī)制造成的應(yīng)力控制型煤壁,在工作面煤壁上部易發(fā)生剪切破壞機(jī)制造成的應(yīng)力控制型煤壁失穩(wěn)。采用楔形體滑動(dòng)破壞理論并結(jié)合極限

3、平衡法,對結(jié)構(gòu)控制型煤壁失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行了理論研究,得到了結(jié)構(gòu)控制型煤壁失穩(wěn)的判別式。根據(jù)巖石力學(xué)中結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度效應(yīng),建立了結(jié)構(gòu)控制型煤壁失穩(wěn)與應(yīng)力控制型煤壁失穩(wěn)的判別機(jī)制。
　　采用理論研究、RFPA數(shù)值模擬、PFC數(shù)值模擬、UDEC數(shù)值模擬方法,深入研究了煤層傾角對大采高工作面應(yīng)力控制型煤壁穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)控制型煤壁穩(wěn)定性的影響,得到了不同采高、不同煤體強(qiáng)度、不同埋深、不同結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀等條件下,煤層傾角對煤壁穩(wěn)定性的影響規(guī)律,為大傾角大