特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系研究

发布时间：2024-04-01 23:42

　　针对榆神矿区埋深较浅的特厚坚硬煤层综放开采采用传统大采高综放开采工艺(机采割煤高度3.5⁵.0 m)存在的顶煤悬顶距长、冒落块度大和冒放性差等问题,基于金鸡滩煤矿一盘区东翼煤层地质赋存条件,对超大采高开采工艺(机采割煤高度≥6.0 m)和放顶煤开采工艺相结合的超大采高综放开采工艺进行研究,通过增大机采高度等方式优化液压支架结构与围岩结构耦合关系、减小坚硬顶煤冒放块度、改善顶煤冒放结构、提高顶煤冒放性。采用理论分析、数值模拟、物理试验和工业性试验等方法,对特厚坚硬煤层超大采高支架-围岩结构耦合关系进行研究,通过工业性试验监测结果对超大采高综放开采效果进行评价,成功实现了埋深较浅的特厚坚硬煤层一次性安全高效、高资源回收率开采。通过一系列相关研究,取得如下主要研究成果:(1)液压支架与围岩结构耦合原理在液压支架-围岩“三耦合”支护原理基础上,引入“结构耦合”概念及原理,形成支架-围岩“4S耦合”支护原理,即结构(Structure)、强度(Strength)、刚度(Stiffness)和稳定性(Stability)耦合。结构是强度、刚度和稳定性的承载体和表现体,搞清楚液...

【文章页数】：195 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1榆神矿区一期规划矿井Fig.1.1CoalMinesplanedinthefirstphaseofYushenminingarea图1.1为榆神矿区一期规划的部分矿井，榆神矿区主采煤层2-2煤平均厚度达10～11m，是本地区最主要的可采煤层，煤层赋存条件十分优越，具有储量大、

第1章绪论11绪论1.1研究背景及意义榆神矿区是我国大型煤炭基地之一陕北基地的两个规划矿区（榆神矿区、榆横矿区）之一，位于陕北侏罗纪煤田中部，地跨陕西省榆林地区的榆林市和神木县，是陕北榆林地区能源重化工基地建设的组成部分。榆神矿区是陕北侏罗纪煤田的最优地段，以储量丰富、煤层稳定、....

图1.2超大采高一次采全厚工作面和超大采高放顶煤工作面

，煤壁稳定性降低，对于硬度较小或裂隙发育的煤层，易发生煤壁片帮、端面冒顶现象，如塔山煤矿和龙王沟煤矿在机采割煤高度大于4.5m后，工作面煤壁片帮严重，支架-围岩支护系统稳定性控制困难。而对于榆神矿区埋深较浅的特厚坚硬煤层而言，传统大采高综放开采生产实践表明：工作面煤壁笔直、稳定性....

图1.3卡特彼勒综放开采系统

大利亚必和必拓公司（BHP）运营的布罗德梅多煤矿（BroadmeadowMine）和怀特黑文公司（Whitehaven）运营的北纳拉布赖煤矿（NorthNarrabriMine）将其原本采用的大采高开采方法改为综采放顶煤开采方法（LTCC），以提高厚煤层采出率。皮博迪能源公司（P....

图1.4OUM煤矿使用的中位放顶煤支架Fig.1.4top-coalcavinghydraulicsupportusedintheOmerlerUndergroundMine

merlerUndergroundMine（OUM）的M3长壁综放工作面顶煤冒放性进行了研究，认为支架上方1.5~2.0m的顶煤破碎较充分，而3.0~3.5m的顶煤破碎或仅破碎为大块顶煤，导致顶煤无法顺利从放煤口放出。研究得出为了使顶煤能较充分放出而又不混有过多的矸石，要求顶煤尽....

本文编号：3945486