近距离下位煤层采场矿压与瓦斯防治研究
发布时间：2022-02-20 16:24
为解决近距离煤层下行开采中下位煤层采场矿压规律与瓦斯防治的难题,本文进行了以近距离煤层为研究对象的下位煤层采场矿压规律和瓦斯运移与防治措施研究。针对以上两个研究内容,对现场煤岩样进行力学性质测定,再通过数值模拟方法分析了不同宽度残留区段煤柱对底板的影响,确定了煤柱合理宽度,在此基础上通过相似模拟实验研究了近距离煤层开采的覆岩移动规律,数值模拟分析了近距离下位煤层采场在煤柱与采空区范围内的顶板稳定性,得出合理的顶板支护参数,进行了下位煤层矿压观测；深入研究了近距离下位煤层采场瓦斯来源、抽放原理及运移规律。在此基础上在乌达矿区五虎山矿设计实施了下位煤层采场薄层破碎顶板的合理加固控制方案和采场瓦斯防治方案,取得了良好的社会经济效益。
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
详细摘要
Abstract
1 引言
1.1 近距离煤层采场矿压与瓦斯防治问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 近距离煤层开采理论及方法研究现状
1.2.2 近距离下位煤层采场矿压规律研究现状
1.2.3 近距离煤层瓦斯运移储集规律研究现状
1.2.4 近距离煤层瓦斯防治技术理论研究现状
1.3 本文研究内容及方法
1.3.1 本论文研究内容
1.3.2 研究方法与技术路线
2 残留区段煤柱对下位煤层采场围岩影响的数值模拟研究
2.1 前言
2.2 下位煤层煤样及其直接顶岩样力学参数的测定
2.2.1 煤岩样品的采集及测试过程
2.2.2 煤岩样品几何力学特征及取样围岩分类评价
2.3 不同宽度残留区段煤柱影响的数值模拟
2.3.1 近距离煤层采动整体模型的建立
2.3.2 不同宽度残留区段煤柱对顶底板岩层影响分析
2.4 残留区段煤柱对下位煤层采场围岩的影响分析
2.5 本章小结
3 近距离煤层开采相似模拟和下位煤层端面顶板稳定性分析
3.1 前言
3.2 近距离煤层开采的相似模拟实验分析
3.2.1 近距离煤层相似模拟研究意义及实验过程
3.2.2 近距离煤层回采时顶板垮落特征分析
3.2.3 近距离煤层回采时夹层应力分布分析
3.3 残留区段煤柱对下位煤层端面顶板影响的数值模拟分析
3.3.1 下位煤层采场UDEC数值模型的建立与计算
3.3.2 采空区范围内下位煤层采场顶板稳定性模拟研究
3.3.3 区段残留煤柱作用范围内下位煤层采场顶板稳定性模拟研究
3.3.4 下位煤层采场端面煤岩体冒漏顶控制参数分析
3.4 本章小结
4 五虎山矿近距离下位煤层采场矿压显现规律及控制
4.1 前言
4.2 矿山压力观测的意义及工程概况
4.2.1 现场矿山压力观测的意义
4.2.2 五虎山矿近距离煤层现场工程概况
4.3 近距离下位煤层1001综采工作面矿压观测及分析
4.3.1 1001综采工作面矿压观测方案的确定
4.3.2 1001综采工作面液压支架工作阻力分布及变化特征分析
4.3.3 1001综采工作面端面冒顶片帮信息分布特征
4.3.4 1001综采工作面支架的几何位态特征分析
4.4 近距离下位煤层1001综采面薄层破碎顶板加固研究与实践
4.4.1 下位煤层薄层破碎顶板加固的必要性
4.4.2 采场薄层破碎顶板加固技术的现状与选择
4.4.3 薄层破碎顶板加固方案设计及其实施
4.5 本章小结
5 近距离下位煤层采场瓦斯抽放原理及运移规律研究
5.1 前言
5.2 近距离下位煤层采场瓦斯来源分析
5.3 近距离煤层采空区瓦斯抽放技术原理
5.3.1 近距离煤层采空区瓦斯来源与涌出特征
5.3.2 近距离煤层采空区瓦斯抽放方法与原理
5.3.3 影响采空区瓦斯抽放的主要参数及分析
5.4 均压通风技术原理及对瓦斯防治效应
5.4.1 均压通风防治瓦斯的基本原理
5.4.2 均压通风的基本类型及均压点的确定
5.5 下位煤层采场瓦斯流场受均压通风影响的数值模拟
5.5.1 FLUENT软件简介与CFD模型模拟理论基础
5.5.2 采空区瓦斯三维运移规律的CFD模型建立
5.5.3 数值模拟结果
5.6 本章小结
6 近距离下位煤层瓦斯防治技术与工程实践
6.1 前言
6.2 五虎山矿近距离煤层的瓦斯问题
6.3 1001综采工作面瓦斯防治技术方案与参数
6.3.1 1001综采面巷道高位抽放上层采空区瓦斯技术方案与参数
6.3.2 1001综采面采空区瓦斯埋管抽放技术方案与参数
6.3.3 1001综采面均压通风技术方案与参数
6.4 近距离煤层瓦斯防治总体工程实践应用效果
6.4.1 近距离煤层瓦斯防治现场施工工艺
6.4.2 现场瓦斯监测方法
6.4.3 现场瓦斯监测结果及分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 研究取得的主要成果
7.2 论文创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3635417
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
详细摘要
Abstract
1 引言
1.1 近距离煤层采场矿压与瓦斯防治问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 近距离煤层开采理论及方法研究现状
1.2.2 近距离下位煤层采场矿压规律研究现状
1.2.3 近距离煤层瓦斯运移储集规律研究现状
1.2.4 近距离煤层瓦斯防治技术理论研究现状
1.3 本文研究内容及方法
1.3.1 本论文研究内容
1.3.2 研究方法与技术路线
2 残留区段煤柱对下位煤层采场围岩影响的数值模拟研究
2.1 前言
2.2 下位煤层煤样及其直接顶岩样力学参数的测定
2.2.1 煤岩样品的采集及测试过程
2.2.2 煤岩样品几何力学特征及取样围岩分类评价
2.3 不同宽度残留区段煤柱影响的数值模拟
2.3.1 近距离煤层采动整体模型的建立
2.3.2 不同宽度残留区段煤柱对顶底板岩层影响分析
2.4 残留区段煤柱对下位煤层采场围岩的影响分析
2.5 本章小结
3 近距离煤层开采相似模拟和下位煤层端面顶板稳定性分析
3.1 前言
3.2 近距离煤层开采的相似模拟实验分析
3.2.1 近距离煤层相似模拟研究意义及实验过程
3.2.2 近距离煤层回采时顶板垮落特征分析
3.2.3 近距离煤层回采时夹层应力分布分析
3.3 残留区段煤柱对下位煤层端面顶板影响的数值模拟分析
3.3.1 下位煤层采场UDEC数值模型的建立与计算
3.3.2 采空区范围内下位煤层采场顶板稳定性模拟研究
3.3.3 区段残留煤柱作用范围内下位煤层采场顶板稳定性模拟研究
3.3.4 下位煤层采场端面煤岩体冒漏顶控制参数分析
3.4 本章小结
4 五虎山矿近距离下位煤层采场矿压显现规律及控制
4.1 前言
4.2 矿山压力观测的意义及工程概况
4.2.1 现场矿山压力观测的意义
4.2.2 五虎山矿近距离煤层现场工程概况
4.3 近距离下位煤层1001综采工作面矿压观测及分析
4.3.1 1001综采工作面矿压观测方案的确定
4.3.2 1001综采工作面液压支架工作阻力分布及变化特征分析
4.3.3 1001综采工作面端面冒顶片帮信息分布特征
4.3.4 1001综采工作面支架的几何位态特征分析
4.4 近距离下位煤层1001综采面薄层破碎顶板加固研究与实践
4.4.1 下位煤层薄层破碎顶板加固的必要性
4.4.2 采场薄层破碎顶板加固技术的现状与选择
4.4.3 薄层破碎顶板加固方案设计及其实施
4.5 本章小结
5 近距离下位煤层采场瓦斯抽放原理及运移规律研究
5.1 前言
5.2 近距离下位煤层采场瓦斯来源分析
5.3 近距离煤层采空区瓦斯抽放技术原理
5.3.1 近距离煤层采空区瓦斯来源与涌出特征
5.3.2 近距离煤层采空区瓦斯抽放方法与原理
5.3.3 影响采空区瓦斯抽放的主要参数及分析
5.4 均压通风技术原理及对瓦斯防治效应
5.4.1 均压通风防治瓦斯的基本原理
5.4.2 均压通风的基本类型及均压点的确定
5.5 下位煤层采场瓦斯流场受均压通风影响的数值模拟
5.5.1 FLUENT软件简介与CFD模型模拟理论基础
5.5.2 采空区瓦斯三维运移规律的CFD模型建立
5.5.3 数值模拟结果
5.6 本章小结
6 近距离下位煤层瓦斯防治技术与工程实践
6.1 前言
6.2 五虎山矿近距离煤层的瓦斯问题
6.3 1001综采工作面瓦斯防治技术方案与参数
6.3.1 1001综采面巷道高位抽放上层采空区瓦斯技术方案与参数
6.3.2 1001综采面采空区瓦斯埋管抽放技术方案与参数
6.3.3 1001综采面均压通风技术方案与参数
6.4 近距离煤层瓦斯防治总体工程实践应用效果
6.4.1 近距离煤层瓦斯防治现场施工工艺
6.4.2 现场瓦斯监测方法
6.4.3 现场瓦斯监测结果及分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 研究取得的主要成果
7.2 论文创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3635417
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