無煤柱沿空留巷控制力學模型及關鍵技術研究.pdf

1、無煤柱安全開采是在深入分析國內外特別是我國近20年煤炭安全高效開采發(fā)展的理論和實踐經驗基礎上總結出來的，深化相關理論和實踐成果的研究，徹底轉變采用煤柱護巷的傳統(tǒng)觀念。在逐步發(fā)展和完善的“實用礦山壓力控制理論”指導下，迅速實現(xiàn)相關設計理論的創(chuàng)新，為全國煤礦，特別是量大面廣的中小型煤礦推廣應用奠定基礎，是從根本上扭轉我國煤礦事故多發(fā)，特別是頂板、瓦斯、沖擊地壓以及水害等重大事故災害嚴重現(xiàn)狀的緊迫任務。
　　論文從無煤柱開采角度出發(fā)，采

2、用理論研究、實驗室仿真等多種方法相結合的研究路線，對礦井無煤柱沿空留巷控制力學模型及關鍵技術進行了研究。
　?。?）研究了采場結構力學模型組成及其形成發(fā)展規(guī)律。根據“拱結構”理論，將采場模型空間形態(tài)劃分為對采場礦壓顯現(xiàn)有直接影響的運動巖層結構“裂斷拱”和未產生明顯運動的巖層結構“應力拱”；討論了四種覆巖結構類型“應力拱”形態(tài)，確定了影響采場結構模型形態(tài)的影響因素作用程度；分析了不同覆巖結構與支承壓力分布演化規(guī)律，并對支承壓力演化特

3、征進行階段劃分。
　?。?）分析了不同硬度煤體在支承壓力作用下破裂力學特性；構造了煤體破裂過程中孔隙尺度演化方程和孔隙粒徑分布函數(shù)；修正了不同工作面推進距離時支承壓力分布范圍求解公式；建立了“內應力場”范圍是否擴展判斷準則。
　　（3）研究了采空區(qū)上覆巖層動態(tài)運動規(guī)律。在對碎矸石壓縮過程中物理力學特性研究的基礎上，分析了矸石碎體壓縮過程中應力應變曲線、碎脹系數(shù)演變規(guī)律，以及壓縮過程時間相關特性；利用Lyapunov指數(shù)對采場