建筑物下多煤層條帶開采技術(shù)研究碩士開題報告-wenkub
2022-09-05 18:08:43 本頁面
【正文】 開采煤柱穩(wěn)定性是條帶開采設(shè)計的關(guān)鍵，國內(nèi)外對單一煤層開采條帶煤柱穩(wěn)定性研究較多，對多煤層條帶開采煤柱穩(wěn)定性研究較少；在單一煤層條帶開采穩(wěn)定性研究的基礎(chǔ)上，部分學(xué)者通過數(shù)值模擬，系統(tǒng)研究了多煤層條帶開采時，不同開采深度、不同層間距、不同采寬和上下煤柱空間位置關(guān)系時留設(shè)煤柱的受力情況，并與在單一煤層條帶開采設(shè)計中使用經(jīng)典的威爾遜理論計算得到的煤柱極限和實 際應(yīng)力進(jìn)行了對比，分析和指出了其差異的原因，獲得了在上下煤柱不對齊條件下，影響煤柱穩(wěn)定性的最大因素是下煤層的開采寬度。李鳳明 [43]對不同地質(zhì)條件及不同重復(fù)采動性質(zhì)下覆巖破壞的地表移動基本參數(shù)的變化機(jī)理及規(guī)律、地表移動角量參數(shù)的變化趨勢進(jìn)行了研究。胡炳南 [37]提出了煤層群條帶開采中選擇開采煤層的最小采動影響原則、條帶布置的層間距和層間條帶煤柱的對齊原則以及條帶參數(shù)計算的“小變形”準(zhǔn)則等原則。在條帶開采設(shè)計中要求條帶煤柱的寬高比值不小于 2（充填條采）或不小于 5（垮落條采）。文 獻(xiàn) [6]將開采沉陷學(xué)與工程巖體力學(xué)、彈塑性力學(xué)、流變學(xué)相結(jié)合，論述了條帶開采采寬、留寬優(yōu)化設(shè)計原則和方法。 （ 3）在單一煤層條帶開采設(shè)計方面的研究現(xiàn)狀 在條帶開采參數(shù)設(shè)計研究方面，一般認(rèn)為有兩個基本準(zhǔn) 則：一是條帶煤柱有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而能長期有效支撐上覆巖層的載荷；二是條帶采寬應(yīng)限制在不使地表出現(xiàn)波浪下沉盆地而呈現(xiàn)單一平緩的下沉盆地。我國學(xué)者在國外學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，對條帶開采煤柱穩(wěn)定性進(jìn)行了較多的研究，但都是從傳統(tǒng)的強(qiáng)度觀點 出發(fā)，建立了多種煤柱載荷、強(qiáng)度計算的理論和經(jīng)驗公式及分析方法。鄒友峰等提出了條帶開采沉陷預(yù)計的三維層狀介質(zhì)理論。正確的方法應(yīng)是二者的結(jié)合，即“黑箱”問題“灰箱”化。 （ 1）在巖層與地表移動機(jī)理、運動規(guī)律方面的研究現(xiàn)狀 多年來，采礦和礦山測量工作者分別從不同的角度以不同的方法對巖層移動與地表沉陷規(guī)律進(jìn)行了研究。 國內(nèi)外許多煤炭科技工作者對條帶開采技術(shù)進(jìn)行了大量深入的研究，取得了許多較 為豐富的研究成果。條帶開采法是一種部分開采方法，能減少地表沉陷，有利于保護(hù)地面建（構(gòu)）筑物和設(shè)施，是“綠色開采技術(shù)”體系中的重要措施之一，目前已成為建（構(gòu)）筑物下等壓煤開采的有效技術(shù)途徑。因此 ， 研究探索新的理論和方法 （ 如非線性科學(xué) ） 用于解決條帶開采中的上述問題 ， 對更好地利用條帶開采 2 技術(shù)解放三下壓煤，提高煤炭資源回收率、預(yù)防或減輕采動損害、保護(hù)地表建 （ 構(gòu) ） 筑物和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要的理論和實際意義。在單一煤層中，開采的煤層無需選擇。國內(nèi)外對單一煤層條帶開采進(jìn)行了大量研究，取得了豐碩的成果，但對多煤層條帶開采的相關(guān)研究較少。盡管條帶開采采出率低、資源損失嚴(yán)重，但由于我國礦區(qū)村莊密集，搬遷費用巨大，為解放村莊下壓煤，條帶開采作為一種減少地表沉降的特殊采煤法， 近幾年各礦區(qū)都應(yīng)用條帶開采進(jìn)行了建筑物下采煤實踐。 山東科技大學(xué) 碩士研究生學(xué)位論文開題報告 及論文工作計劃 論 文 題 目 建筑物下多煤層條帶開采技術(shù)研究 研究生姓名 XX 導(dǎo)師姓名、職稱 XX 學(xué)科專業(yè) 礦業(yè)工程 研究方向 XX 入學(xué)年月 2 0 1 1 年 9 月 學(xué)院名稱 XX 開題時間 2 0 1 2 年 10 月 9 日 2020 年 10 月 9 日 1 一、 立論依據(jù) 課題來源、選題依據(jù)和立論背景 課題為自選，以 里彥煤礦建筑 物下的 1 1 17煤條帶開采煤柱留設(shè)問題為研究背景 。條帶開采源于房柱式開采，我國自撫順勝利礦1967年利用充填條帶法進(jìn)行市區(qū)下采煤以來，先后在撫順、阜新、蛟河、峰峰、鶴壁、平頂山、徐州等礦區(qū)進(jìn)行了多個條帶開采的試驗與實踐，創(chuàng)造了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益，取得了一些有益成果。 煤炭在我國一次能源消耗中占 70%左右，隨著大量的煤炭資源從地下采出，開采所引起的地表沉陷及其環(huán)境災(zāi)害問題日益突出。可是，在煤層群壓煤開采條帶設(shè)計時，往往會因建筑物保護(hù)等級的限制，只能從多層煤中采出一層或幾層。 3 二、文獻(xiàn)綜述 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài) 煤炭工業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其健康、穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)展是關(guān)系到國家能源安全的 重大問題，也是我國國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的基礎(chǔ) 。目前開采建（構(gòu)）筑物下壓煤的常用方法有充填開采和條帶開采等方法。國外如歐洲的主要采煤國家波蘭、前蘇聯(lián)、英國等在上世紀(jì) 50年代 就開始應(yīng)用條帶法開采建筑物下，尤其是村鎮(zhèn)、城市下壓煤，己經(jīng)取得了較為豐富的實 踐經(jīng)驗。經(jīng)典唯象學(xué)方法的研究僅停留在對現(xiàn)象的微觀描述上，在實測資料基礎(chǔ)上，考慮地質(zhì)采礦因素，用統(tǒng)計方法來描述巖層運動。條帶 開采的實測資料表明 :條帶開采地表移動和變形規(guī)律與全采相似，目前普遍認(rèn)為條帶開采的巖層與地表移動機(jī)理截然不同于長壁式全部垮落法開采，在條帶開采地表與巖層移動機(jī)理方而提出的假說主要有 :煤柱的壓縮與壓入說、巖梁假說、托板理論以及波浪消失說等。張華興等通過對寬條帶開采移動與變形的計算分析對寬條帶開采的基本問題進(jìn)行了探討。目前，我國在條帶開采煤柱載荷計算中普遍采用的是英國 ，分別計算條帶煤柱的極限承載能力和實際承受的載荷，然后計算煤柱的安全系數(shù)來評價煤柱的穩(wěn)定性。通常條帶煤柱尺寸根據(jù)采深、采厚、采寬以及煤層和上覆巖層的力學(xué)性質(zhì)等因素確定，采寬根據(jù)采深等因素確定。此外還有將巖層控制的關(guān)鍵層理論 [10]、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論等用于條帶開采設(shè)計 [12， 13]。 要求條帶煤柱有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而能長期有效支撐上覆巖層的載荷。張俊英 [38][39][40]采用相似材料模型實驗、有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的綜合研究 方法，得到了多煤層條帶開采的移動變形規(guī)律，巖層內(nèi)波浪沉降發(fā)育規(guī)律及與層間距、條采尺寸、采出率的相互關(guān)系，提出了多煤層條帶開采煤柱的留設(shè)方法。但綜合我國現(xiàn)有文獻(xiàn)分析表明，多煤層
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