综采工作面顶板岩层移动规律的开采尺度效应

来源 :太原科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lyhmj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在我国的能源结构中,煤炭仍将会占据重要地位。随着科学技术的发展,综合机械化采煤法已经广泛应用于煤矿生产中。现场实践表明,不同的开采参数对工作面顶板下沉量、最大支承压力、顶板破坏高度都有不同的影响,从而导致顶板压力变化,顶板支护问题突出。本文针对上述问题展开研究,探明不同开采参数对顶板岩层移动规律的影响,以完善矿山压力与岩层控制理论,并用于指导煤矿开采实践,从而保证矿井生产安全、高效的进行。以沙坪煤矿1803综采工作面为研究背景,采用理论分析、数值模拟计算和现场实测的综合研究方法,分析不同开采参数对顶板岩层活动的规律,研究的主要成果有:1、运用关键层理论、弹性力学,分析得到了工作面的初次来压步距、周期来压步距表达式,并结合沙坪矿1803工作面地质资料,计算得到初次来压步距54.39m,周期破断步距22.52m;沙坪矿8#煤层的直接顶岩层属于2类中等稳定顶板,基本顶岩层为Ⅲ级来压强烈顶板。通过经验公式对液压支架选型进行选型,沙坪矿1803工作面选用用ZY8000/20.5/40液压支架。2、建立1803综采工作面开采数值计算模型,选取工作面不同推进距离(20m、50m、80m)的顶板下沉量、最大支承压力、顶板破坏高度,分析与采高、埋深、工作面长度之间的关系,总结了顶板下沉量和工作面采高、埋深、工作面长度多元线性回归方程式为:S=0.93M+0.079H+0.0058L-7.14;最大支承压力和工作面采高、埋深、工作面长度多元线性回归方程式为:P=0.98M+0.07H+0.0021L-4.75;顶板破坏高度和工作面采高、埋深、工作面长度多元线性回归方程式为h=0.926M+0.046H+0.0071L-1.315。并采用极差分析法,最终确定影响因素主次顺序分别是:埋深、采高、工作面长度。3、通过沙坪矿1803工作面支架工作阻力实测研究,周期来压步距规律,在沙坪矿1803综采面所观测的3次周期来压中,实测周期来压平均步距为25.4m。与理论计算周期来压步距为22.52m,基本吻合。三次周期来压动载系数平均值分别为为1.26、1.23、1.27。4、通过理论公式和数值模拟回归公式对覆岩破坏高度进行预测,可得沙坪矿开采过程中,上覆岩层破坏高度为8.85m,对工作面继续开采及指导其他工作面的开采提供一定的经验。通过实测周期来压步距及支架载荷等数据,运用8种方法对工作面所选ZY8000/20.5/40型支架工作阻力进行验算,平均预测8#煤层支架工作阻力为7042KN/架。因此选用最大工作阻力8000KN/架的ZY8000/20.5/40型液压支架是合适的,能满足工作面开采需求,且保留一定富裕量。
其他文献
本文首先在Cahn–Hilliard和Allen–Cahn方程控制的自由能减少驱动的多组分合金系统的微观结构演变场方程的基础上建立并加入了由焓守恒定律导出的温度场方程;运用傅里叶谱方法求解离散微观结构以及温度场、流场的相场模型;最后,数值模拟了合金析出演化的过程。主要贡献如下:首先,选用四元合金相场模型在恒温条件下相场模型的基础上建立了非恒温相场模型,这个模型由相场方程和温度场方程控制,主要工作有
维数分裂无单元Galerkin方法(DSEFG)是无网格方法中一种重要的数值方法,该方法将三维问题分裂成二维问题和一维问题,在二维问题上采用改进的无单元Galerkin方法,分裂方向上采用有限差分法。本文在无单元Galerkin方法(EFG)的基础上,针对三维势问题和三维对流扩散问题,将维数分裂法与EFG方法相结合,推导了求解这两种问题的DSEFG算法。对于三维势问题,通过具体的数值算例,研究了分
环件轧制技术是一种能够生产不同尺寸、不同截面形状的无缝环件的先进塑性成形技术。环件轧制技术相对与其他环件生产技术来说具有很多显著的优势,如生产成本低、节约材料、设备占地面积小、产品性能优异等,是各类无缝环件的首选制造技术,并广泛应用于航空航天发动机、石化以及风电等工业领域。Ti2AlNb合金与传统的重质镍基高温合金材料一样能够在高温环境中长期使用,而且更兼具密度低、比强度和比刚度高、高温抗蠕变性能
为了保障铁路运输安全,钢轨检测一直以来都是铁路工务部门的重要任务。我国由于车流量大,导致多功能探伤车无法频繁使用,目前仍以手推式探伤车为主要探伤检测手段。超声波检测对轨顶、轨腰缺陷具有较高的可靠性。但因其原理的限制对于具有螺孔的钢轨接头,当输入激励信号后,因为螺孔裂纹声程与螺孔十分接近,致使极容易漏掉检测超声波螺孔裂纹。本文基于非线性超声检测技术提出了一种适用于螺孔裂纹和螺栓松动的检测方法。考虑到
电动汽车的研究和推广是应对目前由于内燃机汽车的使用而带来的日益严重的能源问题和环境问题的有效手段。当前,在政府部门的支持以及研究人员的共同努力下,电动汽车发展迅速,但是电动汽车的发展受到了作为其核心部件之一的动力电池发展水平的制约,更安全稳定、续航里程更长和使用寿命更长是动力电池发展的目标。锂离子电池充放电过程是非常复杂的电化学反应过程,期间伴随着吸热和放热,而电池在不同的荷电状态(SOC)、不同
在外界环境因素的影响下,沥青发生老化现象,造成路面路用性能下降,严重时甚至影响行车的出行安全。我国道路养护的工程量日益增加,每年的维修、铣刨会产生大量的废旧沥青混合料,这样既污染环境,还浪费资源,但如果能够进行再生利用,将会产生巨大的经济价值。目前,国内关于老化沥青再生的理论较少,尤其是关于再生组分再生过程中的规律变化与机理研究。本文选取两种石油沥青(PA-1与PA-2),通过沥青模拟老化实验,探
高能激光具有方向性好、能量高、反应速度快、抗电磁干扰能力强等诸多优点,已在军事、材料加工等领域显现出巨大的应用价值。当高能激光在大气中传输时,大气热晕效应会造成传输光束破坏性的畸变、能量衰减以及光束质量下降等负面影响,严重限制了高能激光的发展和应用。当前,热晕效应的研究大多是基于高斯光束,针对涡旋光束热晕效应的理论研究和大气传输仿真工作相对较少。涡旋光束具有螺旋型波前和拓扑荷等特殊性质,已在集成光
随着经济的发展、社会的进步,激光技术日趋成熟,基于激光光谱测量的气体检测技术越来越受到人们的重视,激光光谱在痕量气体检测中的应用越来越广泛。其中,由于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术可以连续在线检测痕量气体分子的浓度,因此在大气环境监测、工业控制、燃烧诊断、及医学诊断等领域中,TDLAS技术逐渐取代传统的电化学检测方法。直接吸收光谱装置简单,可直接通过反演得到待测气体的浓度而不必进行繁琐
储能和动力电池在当前能源使用格局中占据着重要一环,目前广泛使用的高性能锂离子电池能量密度(280Wh/kg)已接近其极限(350 Wh/kg),迫切需要发展能量密度更高的二次电池。由于硫具有高的比容量(1675m Ah/g)且廉价易得,以硫为正极活性材料与金属锂负极构成的锂硫电池,其理论能量密度达2600 Wh/kg,成为替代锂离子电池的下一代二次电池的重要候选者之一。然而,锂硫电池在实现实际应用
热轧带钢表面不可避免生成氧化皮,在冷轧前传统去除氧化皮工艺(又称除鳞)主要依赖于酸洗,随着酸洗工艺因污染环境等缺点逐渐被环保的无酸除鳞工艺取代,为了给无酸除鳞工艺提供准确的工艺参数,对于氧化皮断裂性质的认识就极为重要。而氧化皮微结构在外部载荷作用下的动态演变过程是该研究领域的关键科学问题。本文主要利用分子动力学模拟,研究和分析拉伸状态下单晶和多晶FeO/Fe界面在纳观尺度下的损伤与破坏过程中的微力