综采工作面采动覆岩破坏形态与应力演化规律研究

来源 :山西化工 | 被引量 : 0次 | 上传用户:joeyifeng
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回采工作面煤层被采出以后,上覆岩层产生离层、断裂、垮落等运动,形成的冒落带和裂隙带范围对煤矿安全生产影响极大.以屯兰矿12507综采工作面为工程背景,通过FL AC3D有限元数值模拟软件,建立回采工作面模型,对工作面覆岩破坏及采动应力分布演化特征进行研究,其结果表明,随着工作面不断推进,在顶板围岩形成稳定的“压力拱”结构;超前支承压力稳定在工作面前方25 m左右;通过工作面覆岩切向应力曲线发现未充分采动时,超前支承压力变化较大,充分采动时,超前支承压力逐渐趋向稳定.
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从原煤的特性,灰熔点、工艺运行、工艺烧嘴和水质的角度分析了水煤浆水冷壁气化炉的长期运行因素,并提出了延长气化装置长期运行的有效措施.
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为了提高巷道掘进效率,采用Fluent软件对3603运输巷迎头粉尘浓度进行模拟分析,发现掘进迎头粉尘降落速度较慢,大量小粒径粉尘在气流中飘散,从而使得掘进工作面粉尘浓度较高.为此,提出将掘进工作面通风方式由压入式改为长压短抽方式,并使用高压注水增加煤层含水率.现场应用后,掘进迎头作业人员工作环境中粉尘质量浓度控制在5.8 m g/m3以内,取得较好粉尘治理效果.
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针对厚煤层一次采全高开采技术,综述了单层厚煤层的井下开采方法.通过技术分析表明,厚煤层开采工程需要与煤层厚度、岩体特性应当与有效开采的周围围岩应力条件相匹配.煤炭顶部围岩的变形一般只考虑最大10 m~12 m的厚度范围.长壁工作面顶煤中上覆煤带的应力分布改善为顶板煤带提供了更好的开采机会.利用一次采全高开采技术在有利的地质技术条件下,可接受的煤炭顶部抗压强度极限为25 M Pa.并且对我国煤矿边界和矿柱采用一次采全高开采技术对顶板发育的厚煤层进行了阐述.研究成果为厚煤层开采技术研究提供了依据.
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