综放开采覆岩空间结构演化的力链作用与安全控制基础

基本信息
批准号:U1361208
项目类别:联合基金项目
资助金额:220.00
负责人:谢广祥
学科分类:
依托单位:安徽理工大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王金安,常聚才,高谦,殷志强,胡祖祥,侯俊领,李鹏波,李家卓,张基伟
关键词:
安全控制综放开采覆岩结构力链作用顶煤介质
结项摘要

Fully mechanized sublevel caving mining is main way for thick coal seam, which is important guaranty for national energy sustained and effective supply. Focused on the difficulties in the basic theory and safety control means in the fully mechanized sublevel caving mining for thick coal seam, a comprehensive research will be carried to explore the formation mechanism of overburden structure and its evolution law in time and space, to establish the mobilized model in topologic space and dynamic development modes of the overburden structure, which will provide a theoretical foundation for the ground pressure control in the fully-mechanized sublevel caving face and roadways. The research will investigate the state transition and flow laws of the top coal media. Mechanical condition and analytic model will be established for the arch effect for top coal block when disintegrating into granular media from clusters form, and the intervenient measure to control top coal crushing and flowing method will be proposed to increase top coal recovery ratio and technological design. The force train in overlying strata and roof coal and the effects on the stability of working face and roadway surrounding rock will be studied in advancing of continuous and large extant mining. The key and measurable physical parameters causing disasters and quantitative criterion will be proposed due to force train bifurcation, migration and imbalance, which will realize the development in practical monitoring technology and safety warning system for fully mechanized sublevel caving mining. These achievements can establish theoretical basis and technical support for safety control on surrounding rock of working face. The project aims at studying of the force role and safety control of spatial structure of overlying strata evolution on the fully-mechanized sublevel caving face, so as to provide theoretical basis and control strategies for safety and high efficient means of thick coal seam extraction and for the sustainable development of coal bases in our country.

综放开采作为厚煤层开采的主要方式,是国家能源持续有效供应的重要保障。本项目针对厚煤层综放开采存在的基础理论与安全控制难点,采用综合研究方法,研究综放开采覆岩结构形成机制和时空演化规律,建立覆岩拓扑空间结构力学分析模型和动态发展模式,为综放采场和巷道矿压控制提供理论基础;研究顶煤介质状态转化和流动规律,建立顶煤块体簇团解体成散体的力学条件和拱效应模型,提出主动干预和控制顶煤破碎与流动方法,为提高顶煤放出率的工艺设计提供支撑;研究覆岩与顶煤在连续大范围开采过程中的力链作用及对工作面、巷道围岩稳定性的影响作用,提出力链分叉、迁移、失衡过程中致灾的关键可测物理量和定量判据,开发综放开采灾害的实用监测技术与预警系统,为实现采场围岩安全控制奠定理论基础和技术保障。本项目旨在通过综放开采覆岩空间结构演化的力链作用与安全控制研究,为厚煤层的安全高效开发和我国煤炭基地的可持续发展提供理论依据和控制对策。

项目摘要

综放开采作为厚煤层开采的主要方式,是国家能源持续有效供应的重要保障。本项目针对厚煤层综放开采存在的基础理论与安全控制难点,采用综合研究方法,研究了综放开采覆岩结构形成的机制和时空演化规律,建立了覆岩拓扑空间结构力学分析模型和动态发展模式,为综放采场和巷道矿压控制提供了理论基础;系统研究了顶煤介质状态转化和流动规律,建立了顶煤块体簇团解体成散体的力学条件和拱效应模型,提出了主动干预和控制顶煤破碎与流动的方法,为提高顶煤放出率的工艺设计提供了支撑;开展了覆岩与顶煤在连续大范围开采过程中的力链作用及对工作面、巷道围岩稳定性的影响作用研究,提出了力链分叉、迁移、失衡过程中致灾的关键可测物理量和定量判据,为实现采场围岩安全控制奠定了理论基础和技术保障。本项目通过综放开采覆岩空间结构演化的力链作用与安全控制研究,为厚煤层的安全高效开发和我国煤炭基地的可持续发展提供了理论依据和控制对策。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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