火成岩下上保护层开采底板煤岩体卸压保护范围研究

发布时间：2022-01-11 19:11

　　目前煤与瓦斯突出是困扰煤矿安全生产的主要问题,防治煤与瓦斯突出也逐渐成为未来实现煤炭行业绿色开采的保障性技术,而保护层开采作为首选区域性防治措施也越来越受到重视。本文分析了主要矿山开采技术及地质因素对卸压保护范围及形状的影响,并重点研究海孜矿上保护层工作面顶板存在的火成岩对保护层开采的卸压保护范围的影响性。利用关键层判定条件判定得出该火成岩是对岩层移动起到控制作用的关键层。经塑性、弹性等理论研究得出该火成岩的关键层特性缩小了保护层开采的卸压保护范围。根据《防治煤与瓦斯突出规定》、塑性理论、底板四带等理论分析得出保护层开采后被保护层处于底板的新增损伤带内。本文应用卸压判定准则计算得出：被保护层最大主应力低于8.18Mpa以下时即处于卸压保护状态；被保护层膨胀变形值达到8.1mm以上时即得到有效卸压保护。应用数值模拟研究了上保护层开采过程中的被保护层应力分布及煤层膨胀变形规律,并且研究得到有火成岩侵入的卸压保护范围小于无火成岩条件。海孜矿现场进行了保护范围及保护效果现场考察,结合理论卸压角及数值模拟结果,综合得出上保护层开采后的卸压保护范围。同时现场考察得到卸压范围内被保护层透气性系数为未... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 保护层卸压范围研究现状
        1.2.2 底板破坏机理研究现状
    1.3 存在的主要问题
    1.4 论文的主要内容及研究思路
2 上保护层开采卸压保护范围理论研究
    2.1 卸压保护范围划分原理及影响因素
        2.1.1 保护范围划分原理
        2.1.2 卸压保护的判定准则
        2.1.3 卸压保护范围的影响因素
    2.2 火成岩对卸压保护范围的影响研究
        2.2.1 关键层的判定
        2.2.2 关键层对卸压保护范围的影响
    2.3 卸压保护范围的理论划分及形状研究
        2.3.1 走向及倾向保护范围的理论划分
        2.3.2 层间卸压保护范围的理论划分
        2.3.3 上保护层开采的卸压保护范围形状
    2.4 本章小结
3 上保护层开采数值模拟研究
    3.1 数值模拟原理
        3.1.1 矿山开采特点及数值模拟方法
        3.1.2 FLAC-3D软件简介
    3.2 模拟目的
    3.3 模型构建
        3.3.1 模型建立
        3.3.2 本构模型及参数选取
        3.3.3 模型边界条件及初始应力场
        3.3.4 模型求解过程及监测点布置
    3.4 模拟结果分析
        3.4.1 被保护煤层应力变化分析
        3.4.2 被保护煤层移动变形分析
        3.4.3 卸压保护范围模拟结果
    3.5 本章小结
4 上保护层开采保护范围及保护效果现场考察
    4.1 试验区概况
    4.2 卸压保护范围现场考察
        4.2.1 保护范围考察方法概述
        4.2.2 保护范围考察方案
        4.2.3 卸压保护范围考察结果
    4.3 上保护层卸压保护效果考察
        4.3.1 被保护层瓦斯压力变化规律
        4.3.2 被保护层煤层透气性变化规律
        4.3.3 被保护层瓦斯含量变化规律
        4.3.4 被保护层煤层变形量考察
        4.3.5 保护范围内瓦斯抽采效果考察
    4.4 962工作面突出危险性评价
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科学成果



本文编号：3583307