松河煤矿瓦斯抽放巷层位布置研究

发布时间：2017-03-30 15:16

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【摘要】：本文以弹塑性理论对煤层底板和底板巷道围岩变形破坏分析为基础,结合FLAC3D数值模拟等方法,对贵州松河煤矿12号煤层瓦斯抽放巷的层位布置进行研究。首先根据松河煤矿的地质资料及现场情况,提出12号煤层布置底板瓦斯抽放巷更有利于瓦斯的抽采,研究意义更为重大,并对煤层底板岩体应力状态及移动规律、采动底板变形破坏特征和底板巷道围岩破坏机理进行了深入的理论分析。其次数值模拟了12号煤层在开采过程中引起的超前支撑应力变化、垂直应力变化以及煤层底板发生塑性破坏的区域情况,得出开采12号煤层的过程中动态压力对底板的破坏影响较大,煤层在推进120m时底板结构达到稳定状态,煤层底板破坏区域呈“凸形”分布,煤层底板最大破坏深度为11.7m,出现在工作面下出口附近,破坏影响范围为30m左右。最后从抽采效果的角度出发,在底板岩层的稳定性和钻孔穿煤长度两个方面分别论述了瓦斯抽放巷位于底板下不同层位时对抽采效果的影响,并模拟了底板瓦斯抽放巷位于区段下不同位置时的应力、位移变化情况。通过总结归纳确定了松河煤矿12号煤层底板瓦斯抽放巷的层位布置,即底板瓦斯抽放巷布置在12号煤层底板下27m的细砂岩中,且位于区段的正下方时,不仅抽采效果很好,而且受煤层采动的影响也很小。底板瓦斯抽放巷的合理层位布置既延长了巷道的使用寿命、减少了维护费用,又在一定程度上提高了瓦斯的抽采效果,对瓦斯的防突治理具有一定的实际意义。
【关键词】：底板瓦斯抽放巷 巷道围岩变形破坏 采动破坏 抽采效果 层位布置
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 1. 绪论7-15
• 1.1 引言7
• 1.2 课题来源及研究意义7-9
• 1.2.1 课题来源7
• 1.2.2 研究意义7-9
• 1.3 国内外研究现状9-13
• 1.3.1 瓦斯抽放巷研究现状9-12
• 1.3.2 采动对底板巷道影响破坏研究现状12-13
• 1.4 研究的主要内容及技术路线13-15
• 1.4.1 研究的主要内容13-14
• 1.4.2 采取的技术路线14-15
• 2.松河矿井概况15-26
• 2.1 井田概况15-17
• 2.1.1 矿井交通位置15
• 2.1.2 自然地理条件15-17
• 2.1.3 工程地质情况17
• 2.2 矿井地质特征17-23
• 2.2.1 井田地质构造17-19
• 2.2.2 煤层特征19-22
• 2.2.3 水文地质特征22-23
• 2.3 井田开拓23-25
• 2.3.1 井田范围及储量23-24
• 2.3.2 矿井开拓及设计生产能力24
• 2.3.3 首采区巷道布置24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3.煤层底板和底板巷道围岩变形破坏特征分析26-40
• 3.1 煤层底板岩体应力状态及移动规律26-28
• 3.1.1 煤层底板岩体的应力状态26-27
• 3.1.2 煤层底板岩体的移动规律27-28
• 3.2 采动底板变形破坏特征分析28-33
• 3.2.1 采动支承压力在底板岩层中的传播28-29
• 3.2.2 采动底板变形破坏特征29-30
• 3.2.3 煤层底板破坏深度计算30-33
• 3.3 底板巷道围岩破坏机理分析33-38
• 3.3.1 底板巷道围岩应力变化规律33-35
• 3.3.2 巷道围岩稳定性影响因素35-38
• 3.3.3 底板巷道变形失稳分析38
• 3.4 本章小结38-40
• 4.煤层底板受采动破坏的数值模拟40-62
• 4.1 模拟软件的介绍40-42
• 4.1.1 FLAC3D边界条件40
• 4.1.2 FLAC3D强大的前后处理功能40-41
• 4.1.3 FLAC3D的优缺点41-42
• 4.2 数值计算模型的建立42-44
• 4.2.1 FLAC3D模型建立42-43
• 4.2.2 模型边界条件43-44
• 4.2.3 模型参数的选取44
• 4.3 确定计算方案44-45
• 4.4 数值模拟结果及分析45-61
• 4.4.1 原岩应力状态46-47
• 4.4.2 采动引起超前支撑压力变化47-50
• 4.4.3 采动引起底板发生塑性破坏50-53
• 4.4.4 采动引起垂直应力变化对底板的影响53-61
• 4.5 本章小结61-62
• 5.底板瓦斯抽放巷层位布置研究62-76
• 5.1 底板瓦斯抽放巷层位布置分析62-70
• 5.1.1 稳定性分析62-66
• 5.1.2 抽采效果分析66-70
• 5.1.3 确定层位布置70
• 5.2 确定在区段下方的位置70-74
• 5.3 本章小结74-76
• 6. 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 创新点77
• 6.3 不足之处与展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 附录（1）83-84
• 附录（2）84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 高金忠;肖福坤;;深部围岩稳定性影响因素研究[J];煤炭技术;2010年03期

2 阳平;;回采工作面走向顶板瓦斯抽放巷相对位置确定[J];煤炭科学技术;2005年12期

3 张友谊;;单一突出煤层底板抽放巷优化布置方案研究[J];煤炭科学技术;2012年04期

4 张召千;卫金善;;地质构造对巷道围岩稳定性影响的预测研究[J];太原理工大学学报;2009年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张华磊;采场底板应力传播规律及其对底板巷道稳定性影响研究[D];中国矿业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张智峰;煤层钻孔瓦斯抽采效果影响因素的实验研究[D];河南理工大学;2012年

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本文编号：277438