“兩硬”大采高采場頂板結構模型及控制研究.pdf

1、大采高綜采技術是厚煤層安全高效開采的重要發(fā)展方向，由于采高增大，采場煤壁片幫、冒頂、壓架和支架失穩(wěn)的概率升高，工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律也明顯區(qū)別于普通采高，因而研究其規(guī)律的新特征對完善和發(fā)展礦壓理論和提高該技術應用范圍意義重大。
　　以晉華宮煤礦堅硬頂板及堅硬頂煤（即“兩硬”）地質(zhì)條件為基礎，通過煤巖體力學實驗、地應力測試及反演分析，揭示了晉華宮井田巖石力學特性、所處的地應力狀態(tài)、類型和作用特征，通過二維相似材料模型試驗及 FLAC3D

2、數(shù)值模擬研究分析了明顯影響礦壓顯現(xiàn)的覆巖運動范圍及演化規(guī)律；通過彈性力學等理論，考慮巖梁軸力、傾角及巖層間擠壓力的影響，分析了“兩硬”大采高采場的覆巖運動規(guī)律及孕災機理，揭示了覆巖空間結構演化規(guī)律；通過彈性地基梁理論，分析了大采高采場開采誘發(fā)的頂板相關災害及頂板斷裂彈性能積聚與釋放分布規(guī)律；以能量守恒定律為基礎，建立了大采高條件下頂板斷裂下沉壓縮空氣動力沖擊災害模型，進一步揭示了大采高誘發(fā)圍巖災害原理；建立了不同階段的工作面支架選型的控

3、制準則、力學條件及結構參數(shù)，闡明了采場來壓時刻“支架與圍巖”的關系，推導出了不同工作方式下的位態(tài)方程；構建了大采高采場以控制“覆巖運動參數(shù)”為根本的預控體系，杜絕了災害發(fā)生的可能性，通過現(xiàn)場實測和應用證明，應用效果良好。
　　本文以“實用礦山壓力理論”為指導，以彈性力學、能量守恒及彈性地基梁等理論為基礎，以數(shù)值模擬、物理模擬及現(xiàn)場實踐為依據(jù)，采用理論、試驗與現(xiàn)場實踐相結合的手段，同時考慮巖層間擠壓力、軸力及煤層傾角等的影響，對“兩