收藏本站
《河北工程大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

官地矿3号煤层区段煤柱合理留设研究

霍永钊  
【摘要】:目前,国内外许多煤矿主要采取的护巷方法仍是留设煤柱来保护采准巷道。留设区段煤柱对巷道的稳定性和资源回收率都起到了关键作用,因此解决好区段煤柱留设的问题具有重要意义。本文以官地矿13510工作面开采条件为背景,对区段煤柱的宽度进行了理论分析与计算;通过相似材料模拟实验,研究了不同煤柱宽度条件下,煤柱体内应力分布规律及承载能力;创建FLAC3D力学模型,对不同区段巷道布置方式及不同宽度煤柱进行数值模拟计算,在上述研究的基础上,在13510工作面进行现场测试和研究。最后获得以下主要结论:(1)对13510工作面留设的区段煤柱进行应力及变形监测,得到了煤柱内部应力及变形的演化规律。(2)通过研究,得出官地矿3号煤层区段巷道单巷布置时,煤柱宽度8~11m为宜,双巷布置时,煤柱宽度20~24m为宜。且3号煤层区段巷道尽可能采取单巷布置方式。(3)在回采过程中对巷道围岩变形监测,得出巷道宽度收敛量为229mm,顶板下沉量为44mm,巷道及煤柱稳定性良好,表明所采取的支护方式及参数、留设的煤柱宽度是合理的。
【关键词】:区段煤柱 数值计算 相似模拟实验 煤柱宽度
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD822.3
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-15
  • 1.1 课题的提出9
  • 1.2 国内外研究现状9-13
  • 1.2.1 巷道围岩变形研究现状9-12
  • 1.2.2 国内外煤柱研究现状12-13
  • 1.3 主要研究内容与研究方法13-14
  • 1.3.1 研究内容13
  • 1.3.2 研究方法13-14
  • 1.4 技术路线14-15
  • 第2章 区段巷道及区段煤柱稳定性理论分析15-25
  • 2.1 区段巷道围岩变形破坏研究15-16
  • 2.1.1 巷道围岩变形量15
  • 2.1.2 巷道围岩变形规律15
  • 2.1.3 区段巷道的布置和矿压显现规律15-16
  • 2.2 护巷煤柱的稳定性16-18
  • 2.2.1 煤柱的应力分布16-17
  • 2.2.2 煤柱的稳定性分析17-18
  • 2.3 煤柱宽度的理论计算18-23
  • 2.3.1 煤柱塑性区18
  • 2.3.2 塑性区宽度的理论计算18-22
  • 2.3.3 13510 工作面新正巷煤柱宽度理论计算22-23
  • 本章小结23-25
  • 第3章 不同宽度煤柱应力分布及变形特征物理实验研究25-43
  • 3.1 相似材料模拟实验基本原理25-26
  • 3.2 试验设计26-32
  • 3.2.1 相似常数选取26-27
  • 3.2.2 相似材料的选取27-32
  • 3.3 模型制作32-36
  • 3.3.1 材料用量计算32-34
  • 3.3.2 模型铺设及压力传感器埋放34
  • 3.3.3 加载系统34-35
  • 3.3.4 应力应变监测35-36
  • 3.4 试验过程36-37
  • 3.5 试验结果分析37-41
  • 3.5.1 煤柱上应力分布规律37-40
  • 3.5.2 小煤柱破坏试验40-41
  • 3.5.3 煤柱变形分析41
  • 本章小结41-43
  • 第4章 区段巷道及区段煤柱稳定性数值模拟研究43-59
  • 4.1 软件基本介绍43
  • 4.2 数值计算的现场条件43-45
  • 4.3 数值计算模型45-47
  • 4.3.1 模型设计45-46
  • 4.3.2 模型参数46-47
  • 4.4 计算模型方案及模拟过程47-57
  • 4.4.1 区段平巷单巷布置47-52
  • 4.4.2 区段平巷双巷布置52-57
  • 本章小结57-59
  • 第5章 区段巷道及区段煤柱稳定性现场试验研究59-81
  • 5.1 煤柱留设与巷道布置59
  • 5.2 巷道支护设计59-61
  • 5.3 掘巷期间锚杆受力与位移监测61-63
  • 5.3.1 锚杆(索)受力观测61-62
  • 5.3.2 巷道位移观测62-63
  • 5.4 回采期间煤柱体应力测量63-69
  • 5.4.1 测量方法63-65
  • 5.4.2 应力测量65-69
  • 5.5 回采期间巷道变形测量69-72
  • 5.5.1 巷道收敛计和三角布点法69-71
  • 5.5.2 多点位移计测量71-72
  • 5.6 巷道变形的综合分析72-77
  • 5.7 煤柱变形分析77-79
  • 本章小结79-81
  • 结论81-83
  • 6.1 主要结论81-82
  • 6.2 创新点82
  • 6.3 缺憾与不足82-83
  • 致谢83-85
  • 参考文献85-88
  • 作者简介88-89
  • 攻读硕士期间发表论文及科研成果89-90

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田瑞云,张民权;补连塔井田区段煤柱参数分析[J];山西煤炭;2002年02期
2 张科星;郭鹏;李正刚;刘智超;王克伟;;区段煤柱尺寸优化的数值计算[J];中州煤炭;2012年06期
3 谭仕侃;取消区段煤柱和采区煤柱的研究与实践[J];山东煤炭科技;1999年01期
4 王志磊;;大倾角沿底掘进综放面区段煤柱合理参数研究[J];中州煤炭;2007年06期
5 王金亮;赵建光;;区段煤柱的载荷与变形时间相关性及其规律[J];煤矿开采;2014年03期
6 李洪武;;综放开采区段煤柱应力分布及其尺寸优化[J];煤炭科学技术;2007年08期
7 邓广哲;江万刚;郝珠成;;基于统计损伤的综放区段煤柱变形时间相关性分析[J];采矿与安全工程学报;2009年04期
8 朱建明;马中文;;区段煤柱弹塑性宽度计算及其应用[J];金属矿山;2011年08期
9 李少本;;巨厚煤层综放开采区段煤柱合理留设宽度研究[J];中州煤炭;2014年01期
10 杨福刚;代文祥;刘福祥;;轻放工作面沿空送巷区段煤柱合理尺寸的确定[J];山东煤炭科技;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 汪占领;;综放开采区段煤柱合理留设尺寸研究[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学(北京)百年校庆学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨伯达;五家沟矿特厚煤层区段煤柱参数及采动平巷支护研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 常江阳;厚煤层综放开采工作面区段煤柱参数优化研究[D];太原理工大学;2016年
2 张晋通;大倾角煤层区段煤柱合理尺寸研究[D];太原理工大学;2016年
3 王琦;亭南矿大采高工作面区段煤柱尺寸优化研究[D];西安科技大学;2015年
4 郭鹏;东坡煤矿综放开采区段煤柱稳定性研究[D];西安科技大学;2015年
5 霍永钊;官地矿3号煤层区段煤柱合理留设研究[D];河北工程大学;2017年
6 王旭杰;大倾角特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸优化与研究[D];太原理工大学;2013年
7 张雪峰;大倾角中厚煤层区段煤柱合理留设宽度理论与应用研究[D];黑龙江科技学院;2010年
8 刘小虎;厚煤层坚硬顶板下区段煤柱合理留设研究[D];安徽理工大学;2013年
9 王文渊;深井综放开采区段煤柱合理宽度研究[D];太原理工大学;2014年
10 刘建都;极近距离煤层群合理区段煤柱尺寸研究[D];西安科技大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026