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《西安科技大学》 2005年
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大倾角长壁综放开采顶煤放出体变化规律实验研究

任世广  
【摘要】:煤炭是我国的主要能源,目前已探明的储量达 9000×108t,在我国 21 世纪前 50 年的能源结构中将稳居 50%以上。然而,煤炭开采过程中的高效和安全问题,一直是困扰煤炭企业的两大难题。20 世纪 80 年代中期,在我国厚煤层矿井试行并逐步推广的综采放顶煤技术(简称综放),较好地解决了厚煤层矿井的高效和安全问题,使这一技术以惊人的速度发展,并逐步完善,成为当前我国厚煤层开采的主要方法。 我国西部赋存有大量 35o以上的大倾角煤层。西部矿区的 50%以上的矿井开采有大倾角煤层,并且正在成为许多矿区或矿井的主采煤层。随着 21 世纪我国矿产资源开采重点的西移,煤炭资源已经成为西部地区区域经济发展的重要支柱,因此,研究大倾角煤层开采对西部煤炭开采有及其重要的意义。此外,多年的开采已经使在东部矿区赋存条件“优越”的煤层越来越少,大倾角煤层的开采问题已经成为东部矿区保持高产高效和可持续发展过程中亟待解决的问题。 由于大倾角煤层开采目前的发展水平远低于缓倾斜煤层,存在着比水平煤层和缓倾斜煤层更多的差异,难度更大,安全隐患也更多。因此,在大倾角特厚煤层条件下,研究安全程度更高、效率更高的综合机械化放顶煤开采技术是今后发展的必然趋势。 本文通过实验对大倾角特厚煤层顶煤及覆岩在煤层走向和倾向上的运移规律进行了研究,认为在走向上顶煤中的压力可以分为应力不变区、应力增高区、应力降低区;顶煤在不同的区域产生不同的变形或破坏,顶煤的运移一般要经历四个阶段,即:裂隙发育阶段、顶煤第一次破碎、顶煤再压实阶段和顶煤放出阶段;顶煤在重力的作用下既有沿煤层走向的运移也有沿倾向的运移;直接顶沿倾斜方向垮落的高度和垮落后的排列情况不同;大倾角煤层走向长壁开采时也有明显的周期来压现象,沿煤层走向上,老顶一般要经历离层—断裂—回转—失稳的过程,在倾斜方向上,来压强度为中部最大,上部次之,下部最小。 根据大倾角工作面冒落煤(岩)层的特点,将工作面后冒落的顶煤划分为压实区、完全充填区、半充填区和空顶区;煤层倾角不同,顶煤放出体的偏心率和顶煤放出体轴线的偏移角度会发成相应的变化;顶煤放出体的偏心率主要与顶煤厚度有关,顶煤厚度 越大放出体的偏心率越大;顶煤放出体的轴线在不同煤层倾角时偏移角度很小,一般在0.5o 以内,顶煤放出体为轴线近似垂直于水平面的椭球体或者漏斗。 大倾角特厚煤层走向长壁综采放顶煤开采方法在实际生产中应用还较少,相关的理论研究成果也较少。研究上覆煤岩层的运移规律及顶煤放出体特征,对大倾角特厚煤层综采放顶煤开采方法具有重要的理论和现实意义。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TD823

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【引证文献】
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1 解盘石;大倾角煤层长壁开采覆岩结构及其稳定性研究[D];西安科技大学;2011年
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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