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《中国矿业大学》 2011年
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不规则边角煤块段机械化开采理论与实践研究

张能虎  
【摘要】:生产矿井到中后期会出现大量的残留边角煤块段,回采这些边角煤块段对提高矿井回采率、延长矿井服务年限具有重要意义。由于边角煤块段具有形状不规整、煤厚不稳定及周围采空的特殊性,一般难以实现机械化开采,论文以实现边角煤块段安全高效机械化开采为研究目的,综合采用理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法,对不规则边角煤块段机械化开采理论与实践进行系统研究,取得主要创新成果如下: (1)采用模糊综合评价方法,选取9个一级指标、17个二级指标,通过构造隶属函数、确定合理的权重系数,建立了不规则边角煤块段开采的地质条件评价模型,并对西山煤电公司西曲煤矿38个边角煤块段以及镇城底煤矿3个块段地质条件进行评价,依据评价值对边角煤块段适合的开采方法进行分类,西曲煤矿适合综采、连采、高档普采的比例分别为71%、16%、13%。 (2)根据效益-费用分析法原理,在分析煤炭资源价值构成的基础上,建立了不规则边角煤块段经济可采性评价模型: Pi-Ci-OC-[M CC+( f_1*ECC_1+f_2*ECC_2)] 将评价结果作为边角煤块段是否具有开采价值的依据,并结合地质条件综合评价结果,确定边角煤块段的合理开采工艺系统。 (3)建立了不规则边角煤块段开采围岩结构力学模型,分析了老顶断裂线位置对工作面矿压的影响规律;采用ANSYS和FLAC3D数值模拟软件,对实体煤巷道、沿空掘巷、沿空留巷三种典型边角煤块段工作面巷道的应力、位移场特征进行了数值模拟,揭示了不规则边角煤开采的围岩活动规律。 (4)以西山矿区不规则边角煤块段开采为例,系统研究了变长、调斜、连采等三种典型不规则边角煤块段机械化开采方法与关键技术,工程实践取得了显著的经济效益,初步形成了不规则边角煤块段机械化开采的理论与实用技术体系。该论文有图82幅,表39个,参考文献108篇。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD823.97

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