“兩硬”大采高采場頂板結(jié)構(gòu)模型及控制研究.pdf

1、大采高綜采技術(shù)是厚煤層安全高效開采的重要發(fā)展方向，由于采高增大，采場煤壁片幫、冒頂、壓架和支架失穩(wěn)的概率升高，工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律也明顯區(qū)別于普通采高，因而研究其規(guī)律的新特征對完善和發(fā)展礦壓理論和提高該技術(shù)應(yīng)用范圍意義重大。
　　以晉華宮煤礦堅(jiān)硬頂板及堅(jiān)硬頂煤（即“兩硬”）地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，通過煤巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、地應(yīng)力測試及反演分析，揭示了晉華宮井田巖石力學(xué)特性、所處的地應(yīng)力狀態(tài)、類型和作用特征，通過二維相似材料模型試驗(yàn)及 FLAC3D

2、數(shù)值模擬研究分析了明顯影響礦壓顯現(xiàn)的覆巖運(yùn)動范圍及演化規(guī)律；通過彈性力學(xué)等理論，考慮巖梁軸力、傾角及巖層間擠壓力的影響，分析了“兩硬”大采高采場的覆巖運(yùn)動規(guī)律及孕災(zāi)機(jī)理，揭示了覆巖空間結(jié)構(gòu)演化規(guī)律；通過彈性地基梁理論，分析了大采高采場開采誘發(fā)的頂板相關(guān)災(zāi)害及頂板斷裂彈性能積聚與釋放分布規(guī)律；以能量守恒定律為基礎(chǔ)，建立了大采高條件下頂板斷裂下沉壓縮空氣動力沖擊災(zāi)害模型，進(jìn)一步揭示了大采高誘發(fā)圍巖災(zāi)害原理；建立了不同階段的工作面支架選型的控

3、制準(zhǔn)則、力學(xué)條件及結(jié)構(gòu)參數(shù)，闡明了采場來壓時刻“支架與圍巖”的關(guān)系，推導(dǎo)出了不同工作方式下的位態(tài)方程；構(gòu)建了大采高采場以控制“覆巖運(yùn)動參數(shù)”為根本的預(yù)控體系，杜絕了災(zāi)害發(fā)生的可能性，通過現(xiàn)場實(shí)測和應(yīng)用證明，應(yīng)用效果良好。
　　本文以“實(shí)用礦山壓力理論”為指導(dǎo)，以彈性力學(xué)、能量守恒及彈性地基梁等理論為基礎(chǔ)，以數(shù)值模擬、物理模擬及現(xiàn)場實(shí)踐為依據(jù)，采用理論、試驗(yàn)與現(xiàn)場實(shí)踐相結(jié)合的手段，同時考慮巖層間擠壓力、軸力及煤層傾角等的影響，對“兩