淺埋煤層長壁開采頂板動態(tài)結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、榆神府礦區(qū)是21世紀(jì)初我國最大的現(xiàn)代化能源基地,研究典型淺埋煤層大采高和近淺埋煤層工作面的礦壓顯現(xiàn)特征，掌握淺埋煤層礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和頂板來壓機(jī)理，建立淺埋煤層長壁開采頂板動態(tài)結(jié)構(gòu)，對淺埋工作面的科學(xué)開采具有重要指導(dǎo)意義。
　　綜合運(yùn)用現(xiàn)場實測、理論分析、物理模擬和數(shù)值模擬方法就淺埋煤層動態(tài)頂板結(jié)構(gòu)理論進(jìn)行了深入研究。通過現(xiàn)場實測揭示了淺埋煤層采場礦壓顯現(xiàn)的動態(tài)特性及其規(guī)律。通過物理模擬實驗，得出典型淺埋煤層厚沙土層采動“拱狀”、“拱

2、梁”和“弧形巖柱”破壞特征。建立了厚沙土層“拱狀”破壞力學(xué)模型，分別確定了典型淺埋煤層初次來壓、周期來壓的載荷傳遞因子,并分析了其影響因素和變化規(guī)律。引入載荷傳遞因子,得出了典型淺埋煤層初次來壓和周期來壓支護(hù)阻力的計算公式，并通過實例驗證了計算公式的可靠性。
　　針對榆神府煤田覆巖黏土層構(gòu)成,開發(fā)了塑性相似材料及模擬技術(shù)。通過物理模擬實驗,掌握了近淺埋煤層主亞雙關(guān)鍵層頂板結(jié)構(gòu)的破壞特征及載荷傳遞的大小周期來壓規(guī)律，揭示了近淺埋煤層

3、采場覆巖“三帶”特征及采動裂隙發(fā)育規(guī)律，建立了彎曲下沉帶的“拱梁”結(jié)構(gòu)模型。通過數(shù)值模擬，得出了不同采高的采場覆巖應(yīng)力拱的演化規(guī)律。建立了近淺埋煤層裂隙帶主亞雙關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)模型,研究了其相互作用關(guān)系,給出了主關(guān)鍵層破斷對亞關(guān)鍵層的動態(tài)載荷傳遞,提出了確定近淺埋煤層來壓歩距的計算方法,揭示了近淺埋煤層大小周期來壓現(xiàn)象的機(jī)理。最后給出了基于亞關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)可能形成“砌體梁”和“臺階巖梁”動態(tài)結(jié)構(gòu)及其采場支架合理工作阻力的確定方法。
　　研究