大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术研究

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1、声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：起姐照．日期：型至垒查墨!圣旦关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制

2、赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)o签名：叁鱼基壹日期：呈竺奎兰璺!圣璺导师签名：二罄翌盟日期：』竺鱼聿』单太原理工大学硕士研究生学位论文大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术研究摘要IIIIIIIIIIIIIIIIIIIImlllllllllllllllIY2396229大采高综采以开采3．5～7m厚煤层为主，是我国厚煤层开采工艺的主要发展方向。大采高综采技术以其资源采出率高、煤炭含矸率低的优点作为一种高产高效的回采工艺在我国得到广泛的应用和发展。伴随着煤层埋深和工作面采高的加大，工作面煤壁片帮、冒顶成为大

3、采高技术亟待解决的理论技术难题。因此，本文力图正确认识大采高综采面煤壁片帮的力学机制，揭示煤壁片帮的影响因素及机理，建立大采高工作面煤壁稳定性力学模型及评价方法，提出综采面煤壁片帮控制的技术措施。本文在前人研究的基础上，以长平煤业有限公司3jfj}煤层4302工作面为工程背景，综合运用理论分析、离散元数值模拟和现场实测等方法，对大采高综采面煤壁片帮的形式、机理及煤壁稳定性影响因素进行分析，并提出了相应控制措施。主要研究工作如下：1)分析了大采高综采面煤壁片帮失稳的破坏形式，即拉裂破坏和剪切破坏，并揭示了这两种破坏形式发生时满足的力学条件。2)建立了大采高综采工作面煤

4、壁力学模型，运用Coulomb．Mohr屈服准则理论，对大采高工作面煤壁塑性区范围及应力进行理论分析，同时运用FLAC3D软件对煤壁进行数值模拟，得出了大采高综采面煤壁的塑性区·宽度。3)运用UDEC离散元软件，模拟了采高、支护强度及工作面推进方向太原理工大学硕士研究生学位论文等因素对综采面煤壁片帮的影响，并分析了煤壁最大片帮深度与他们之间的规律。4)对影响煤壁稳定性的六种主要因素进行语义等级描述，定量给出各个语义等级对应的煤壁稳定性级别。在此基础上，运用AHP层次分析法建立了工作面煤壁稳定性的评价模型，并对长平矿4302工作面煤壁稳定性进行了综合评价。5)结合长平

5、矿4302综采面地质条件及矿压实测数据的分析，针对工作面煤层和顶板均较松软、破碎，回采过程中煤壁片帮、冒顶现象比较严重的情况，提出了采用高分子化学材料注浆加固煤壁，并结合木锚杆锚固补强的综采面煤壁加固措施，该加固技术初步达到了预期的效果，提高了工作面煤壁的稳定性，确保了工作面的正常回采。关键词：大采高，煤壁，片帮机理，稳定性评价，控制措施太原理工大学硕士研究生学位论文StudyonMechanismandControlTechnologyofRibPallinginFullyMechanizedCavingFacewithGreatMiningHeightABSTR

6、ACTThemaindevelopmentdirectionofthickseamminingprocess·---·—largemininghigh-techmajorlyminingthethickseamfrom3．5mto7m．Largeminingheightmechanizedtechnologyiswidelyappliedanddevelopedinourcountry，asahighyieldandefficiencyminingtechnologywithitsadvantagesofhighresourcerecoveryrateandthel

7、owrefusecontent．Alongwiththeincreasingofseamdepthandminingheight，ribspallingandroofcollaspehavebecometheburningquestionsofthelargemininghi曲一tech．Therefore，itisveryimportanttogainacorrectunderstandingofthemechanicalmechanismoflargemininghigh-techfaceinribspalling，findingouttheinfluenc