大采高綜采工作面煤壁片幫機(jī)理及控制技術(shù)研究.pdf

1、大采高綜采以開采3.5～7m厚煤層為主，是我國厚煤層開采工藝的主要發(fā)展方向。大采高綜采技術(shù)以其資源采出率高、煤炭含矸率低的優(yōu)點(diǎn)作為一種高產(chǎn)高效的回采工藝在我國得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。伴隨著煤層埋深和工作面采高的加大，工作面煤壁片幫、冒頂成為大采高技術(shù)亟待解決的理論技術(shù)難題。因此，本文力圖正確認(rèn)識大采高綜采面煤壁片幫的力學(xué)機(jī)制，揭示煤壁片幫的影響因素及機(jī)理，建立大采高工作面煤壁穩(wěn)定性力學(xué)模型及評價方法，提出綜采面煤壁片幫控制的技術(shù)措施。本文

2、在前人研究的基礎(chǔ)上，以長平煤業(yè)有限公司3#煤層4302工作面為工程背景，綜合運(yùn)用理論分析、離散元數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)測等方法，對大采高綜采面煤壁片幫的形式、機(jī)理及煤壁穩(wěn)定性影響因素進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)控制措施。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析了大采高綜采面煤壁片幫失穩(wěn)的破壞形式，即拉裂破壞和剪切破壞，并揭示了這兩種破壞形式發(fā)生時滿足的力學(xué)條件。⑵建立了大采高綜采工作面煤壁力學(xué)模型，運(yùn)用Coulomb-Mohr屈服準(zhǔn)則理論，對大采

3、高工作面煤壁塑性區(qū)范圍及應(yīng)力進(jìn)行理論分析，同時運(yùn)用FLAC3D軟件對煤壁進(jìn)行數(shù)值模擬，得出了大采高綜采面煤壁的塑性區(qū)寬度。⑶運(yùn)用UDEC離散元軟件，模擬了采高、支護(hù)強(qiáng)度及工作面推進(jìn)方向等因素對綜采面煤壁片幫的影響，并分析了煤壁最大片幫深度與他們之間的規(guī)律。⑷對影響煤壁穩(wěn)定性的六種主要因素進(jìn)行語義等級描述，定量給出各個語義等級對應(yīng)的煤壁穩(wěn)定性級別。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用AHP層次分析法建立了工作面煤壁穩(wěn)定性的評價模型，并對長平礦4302工作面煤