無煤柱沿空留巷控制力學(xué)模型及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無煤柱安全開采是在深入分析國內(nèi)外特別是我國近20年煤炭安全高效開采發(fā)展的理論和實(shí)踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，深化相關(guān)理論和實(shí)踐成果的研究，徹底轉(zhuǎn)變采用煤柱護(hù)巷的傳統(tǒng)觀念。在逐步發(fā)展和完善的“實(shí)用礦山壓力控制理論”指導(dǎo)下，迅速實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)計理論的創(chuàng)新，為全國煤礦，特別是量大面廣的中小型煤礦推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，是從根本上扭轉(zhuǎn)我國煤礦事故多發(fā)，特別是頂板、瓦斯、沖擊地壓以及水害等重大事故災(zāi)害嚴(yán)重現(xiàn)狀的緊迫任務(wù)。
　　論文從無煤柱開采角度出發(fā)，采

2、用理論研究、實(shí)驗室仿真等多種方法相結(jié)合的研究路線，對礦井無煤柱沿空留巷控制力學(xué)模型及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　（1）研究了采場結(jié)構(gòu)力學(xué)模型組成及其形成發(fā)展規(guī)律。根據(jù)“拱結(jié)構(gòu)”理論，將采場模型空間形態(tài)劃分為對采場礦壓顯現(xiàn)有直接影響的運(yùn)動巖層結(jié)構(gòu)“裂斷拱”和未產(chǎn)生明顯運(yùn)動的巖層結(jié)構(gòu)“應(yīng)力拱”；討論了四種覆巖結(jié)構(gòu)類型“應(yīng)力拱”形態(tài)，確定了影響采場結(jié)構(gòu)模型形態(tài)的影響因素作用程度；分析了不同覆巖結(jié)構(gòu)與支承壓力分布演化規(guī)律，并對支承壓力演化特

3、征進(jìn)行階段劃分。
　　（2）分析了不同硬度煤體在支承壓力作用下破裂力學(xué)特性；構(gòu)造了煤體破裂過程中孔隙尺度演化方程和孔隙粒徑分布函數(shù)；修正了不同工作面推進(jìn)距離時支承壓力分布范圍求解公式；建立了“內(nèi)應(yīng)力場”范圍是否擴(kuò)展判斷準(zhǔn)則。
　?。?）研究了采空區(qū)上覆巖層動態(tài)運(yùn)動規(guī)律。在對碎矸石壓縮過程中物理力學(xué)特性研究的基礎(chǔ)上，分析了矸石碎體壓縮過程中應(yīng)力應(yīng)變曲線、碎脹系數(shù)演變規(guī)律，以及壓縮過程時間相關(guān)特性；利用Lyapunov指數(shù)對采場