收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

固体充填防治坚硬顶板动力灾害机理研究

周楠  
【摘要】:坚硬顶板是煤矿普遍存在且难以控制的一种顶板类型,具有强度高、悬顶面积大、难破断等特点。实践证明,坚硬顶板下采煤工作面容易发生冲击地压、煤与瓦斯突出及采空区飓风等动力灾害,严重威胁矿井的安全生产。固体充填采煤技术作为新兴的绿色开采技术,近年在我国“三下”压煤开采方面已取得了重大突破,理论与实践证明,充填开采限制了上覆岩层的移动与变形,减弱了采场矿压显现,有效控制了覆岩层的运动。鉴于此,本文提出固体充填控制坚硬顶板动力灾害的新方法,采用理论分析、实验室试验、物理模拟、数值分析及工业性试验等多种研究方法,测试了充填材料的能量耗散特性,分析了坚硬顶板的致灾机理及防治关键,系统研究了充填体与顶板相互作用关系、不同控顶充填率时顶板变形及采场围岩能量分布规律,建立了固体充填防治坚硬顶板动力灾害的工程设计方法,并进行了工业性试验,取得的主要创新成果如下: (1)测试得到矸石耗散能量与应变之间的非线性增长关系,分析得出矸石受压缩时经历了能量缓慢耗散、加速耗散和快速耗散三个阶段,揭示了粒径、加载速率及初始加载应力影响耗散能量变化的规律。 (2)基于顶板变形过程中能量演化规律以及各类动力灾害的致灾原因,分析了坚硬顶板揭露至断裂的能量积聚、转化与释放过程,得出降低工作面能量积聚与释放量是防治动力灾害的关键,并提出了采用固体充填防治坚硬顶板动力灾害的新方法。 (3)建立了固体充填采煤工作面坚硬顶板变形的非均匀分段弹性地基梁模型,给出了顶板变形及断裂前后能量分布与释放的计算方程,研究了不同控顶充填率条件下顶板与充填体的相互作用关系,揭示了充填控制顶板变形及能量变化的规律。 (4)通过物理模拟与数值分析,得出不同控顶充填率时采场围岩应力及能量分布规律,建立了固体充填防治坚硬顶板动力灾害的工程设计方法,优化设计了充填采煤系统与工艺,并成功进行了工业性试验。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张洪喜;薄煤层坚硬顶板初放管理实践[J];煤矿开采;2003年01期
2 牟宗龙,窦林名;坚硬顶板突然断裂过程中的突变模型[J];矿山压力与顶板管理;2004年04期
3 杨海新;条带工作面坚硬顶板控制技术的研究[J];矿山测量;2005年01期
4 赵东升;曹恩平;刘斌;司良成;;灰岩坚硬顶板的控制技术[J];煤矿现代化;2007年06期
5 侯志鹰;于斌;周建峰;;大同矿区坚硬顶板大面积整体切冒分析[J];煤矿开采;2008年01期
6 胡守平;李纯宝;;坚硬顶板塌陷机理探讨[J];山东煤炭科技;2008年06期
7 黄晋兵;;王台矿井综采工作面处理坚硬顶板技术[J];煤炭科学技术;2008年09期
8 王广辉;;综放工作面坚硬顶板处理效果分析[J];煤矿开采;2008年05期
9 杜涛涛;窦林名;陆菜平;杨建武;贺虎;江衡;;定向水力致裂坚硬顶板的现场试验研究[J];煤炭工程;2009年12期
10 孟兵;;厚层坚硬顶板冒顶的预防及处理[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2010年06期
11 李志全;;长治15号煤层坚硬顶板软化处理技术[J];山西煤炭;2012年05期
12 李林;;综放工作面坚硬顶板处理技术应用分析[J];中州煤炭;2012年07期
13 张艳军;;综采工作面坚硬顶板管理[J];山西焦煤科技;2012年09期
14 潘岳;顾士坦;戚云松;;周期来压前受超前隆起分布荷载作用的坚硬顶板弯矩和挠度的解析解[J];岩石力学与工程学报;2012年10期
15 李少刚;李大勇;孙中光;;浅埋旺采工作面厚层坚硬顶板裂纹产生至大面积冒落时间差研究[J];采矿与安全工程学报;2013年04期
16 马荫模 ,白希军;大同云岗矿二号煤层坚硬顶板(砾岩)的控制[J];煤矿安全;1988年05期
17 陈晖;;坚硬顶板预注水的压裂试验[J];煤炭科学技术;1988年09期
18 杨世英;;坚硬顶板下综采[J];煤炭科学技术;1990年02期
19 刘长友,李鸿昌;坚硬顶板切顶阻力的控顶机理与事故预防[J];矿山压力与顶板管理;1991年02期
20 姜福兴;;薄板力学解在坚硬顶板采场的适用范围[J];西安矿业学院学报;1991年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 牛锡倬;;坚硬顶板控制的进一步提高和发展[A];矿山坚硬岩体控制学术讨论会论文集[C];1991年
2 华安增;赵立新;;松动煤层控制坚硬顶板[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年
3 叶波;武海滨;廖光辉;;坚硬顶板工作面初压管理的研究[A];山东省煤炭学会2006年年会论文集[C];2006年
4 王华;;汝箕沟煤矿坚硬顶板控制技术[A];2012年全国煤矿安全学术年会论文集[C];2012年
5 石平五;王金安;;爆破处理坚硬顶板的数值分析[A];矿山坚硬岩体控制学术讨论会论文集[C];1991年
6 邓维元;;综采工作面坚硬顶板合理悬顶长度研究[A];第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2009年
7 刘乐枝;杨积海;李朝辉;;厚煤层坚硬顶板初放技术探讨[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年
8 郭正兴;;晋城矿区下组煤十五号煤层综合机械化开采坚硬顶板处理技术研究[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年
9 邓永胜;王成果;李春睿;;花山矿大倾角工作面坚硬顶板爆破弱化研究[A];综采放顶煤技术理论与实践的创新发展——综放开采30周年科技论文集[C];2012年
10 张占海;;大同坚硬顶板煤层扫描电镜观察与工程应用[A];中国岩石力学与工程学会第三次大会论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 周楠;固体充填防治坚硬顶板动力灾害机理研究[D];中国矿业大学;2014年
2 史红;综采放顶煤采场厚层坚硬顶板稳定性分析及应用[D];山东科技大学;2005年
3 庞绪峰;坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及防治技术研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 关瑞斌;坚硬顶板水压力作用机理研究[D];西安科技大学;2008年
2 王开;普采工作面坚硬顶板控制及其研究[D];太原理工大学;2006年
3 谭诚;煤层巨厚坚硬顶板超前深孔爆破强制放顶技术研究[D];安徽理工大学;2011年
4 李德生;综采面坚硬顶板套筒致裂法强制放顶模型实验研究[D];安徽理工大学;2013年
5 梁大海;坚硬顶板注水软化机理研究[D];太原理工大学;2006年
6 曹永模;顾北矿坚硬顶板条件下采场矿压特征及围岩控制研究[D];安徽理工大学;2013年
7 崔磊;寺河矿二号井15号煤层坚硬顶板采场矿压控制研究[D];太原理工大学;2011年
8 李大勇;浅埋煤层旺采工作面厚层坚硬顶板控制研究[D];山东科技大学;2008年
9 严斌;双层石灰岩坚硬顶板强制放顶和矿压显现规律研究[D];河北工程大学;2014年
10 程家国;深井高地压坚硬顶板采场围岩特性与支护设计方法[D];山东科技大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 李卫中 通讯员 张爱青;“沃土”育出科技果[N];山西经济日报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978