金川煤矿综放煤层分区弱化注水防冲技术研究

发布时间：2020-05-26 18:38

【摘要】：新疆是我国第十四个大型煤炭开发基地,煤炭是新疆三大优势资源之一。由于疆内煤层受到天山残余构造应力的作用,形成特殊高应力开采环境。冲击灾害已经是疆内煤矿开采活动中的一大自然灾害。为此,本论文以新疆两个典型高应力煤层矿井为背景,采用实际分析、实验室实验、理论计算、现场试验与工程实际相结合的方法,研究水壀合作用下煤体渗流特性和硬煤弱化机理,系统地分析了厚煤层综放开采面冲击地压显现规律与影响因素,提出了依据煤层应力差异设计注水技术方法,建立水力耦合煤层分区弱化防冲技术体系,并进行了现场工程应用。研究得出:在水力耦合影响下,高应力煤层的应变-渗透率和应力-应变关系,煤体裂隙场与渗流场的变化关系,以及在采动应力的扰动作用下煤体孔隙裂隙的扩展、贯通规律。揭示了孔隙裂隙煤层水压耦合作用,不仅为流体的渗流提供了路径,也直接影响和弱化了煤体的力学性质。通过微震监测等分析方法,研究了注水工艺与煤层冲击性能的关系,分析了支架支护阻力与注水参数的影响因素。结果表明:煤层分区弱化注水会增加煤层裂隙孔隙数量和发育程度,增加煤层注水量,从而起到润湿,软化煤层,降低硬煤强度的作用。结合新疆典型综放面条件,进行了系统地煤层分区弱化注水技术的工业试验研究。对综采支架工作阻力的监测表明,水压耦合作用煤层综采工作面支架的顶板冲击高能量次数明显的减少,顶板断裂及时;试验区间,支架工作阻力均衡,没有发生冲击事故。应用表明,煤层分区注水弱化技术,对综放工作面支架冲击地压的预防以及降低工作面粉尘浓度等方面具有重要的意义和作用。
【图文】：

图 2.1 矿区位置及交通位置矿区面积为 13.34km2，南北方向宽约 1.4~1.6 km，东西方向长约 5.3 km。C+D 级储量 68520.4 万吨。其中 C 级 20418.09 万吨，D 级 48102.31 万吨，主采 8-2+3+4 号煤煤层厚度 9.53-11.19m，倾角 13°左右，含 1-3 层夹矸，煤层顶底板均为粉砂岩，稳定性差，易跨落。局部有冒顶现象，+775m 水平以上已全部采空，现正在向+740m 水平延伸。

为井田主要可采煤层。该煤层总厚度 1.55-23.77m，平均 10.80m。可采 1.49-22.73m，平均 9.53m。结构简单-复杂，含夹矸 0-7 层，岩性一般为粉砂岩、泥炭质泥岩。其顶、底板岩性一般为泥岩、粉砂岩。通过编制煤层等厚线图，分析研现井田内有两个富煤带，第一个富煤带以 11-2 孔为聚煤中心，最大煤层厚 22.73m，，个富煤带以 11-6、加 2-1 孔为聚煤中心，最大煤层厚 19.81m，详见图 2.3。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD712;TD714

【参考文献】

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本文编号：2682246