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普采工作面坚硬顶板控制及其研究

王开  
【摘要】:论文通过现场调研、勘察、取样、岩石力学试验,建立数学模型、理论分析以及现场实测数据分析等方法,主要研究了普采工作面坚硬顶板条件下采场围岩特性、支架一围岩关系、合理支护方式、强制放顶的合理方式等问题。研究认为: 1)支护强度的增大会减小顶板的下沉量,但不能限制顶板的最终下沉量。由于坚硬顶板本身就承受相当大的应力,若要通过支架的支撑力限制顶板的下沉,所需的强度和刚度是支柱所不能达到的。 2)顶板断裂岩块在回转下沉过程中,对支架产生指向煤壁的水平作用力,使支架在承受垂直冲击载荷的同时,也承受较大的水平冲击式推力,这种推力对支架的稳定性和强度是不利的。 3)若要合理有效地控制好坚硬顶板,工作面必须采取更加合理有效的支护方式,以保证工作面有足够的支护强度并且使坚硬直接顶更易破断。 4)支护方式的不同对工作面的矿压显现有着非常大的影响。在加强了切顶排的支护强度后,顶板岩层内最大拉应力点位置更加靠近切顶排支柱的采空区边缘,以使坚硬顶板更趋向于在切顶排支柱后面冒落;拉应力最大值的增加使坚硬直接顶更容易被拉断,降低了对工作面支护强度的要求。 5)对切顶排支柱加大支护强度可以有效的降低坚硬顶板的下沉量,使顶板受到的拉应力峰值位置向采空区方向靠近,达到极限强度后可以使坚硬顶板从切项排处断裂。


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