五轮山煤矿下保护层开采覆岩移动规律与卸压效果分析

发布时间：2023-11-26 13:36

　　煤与瓦斯突出一直是阻碍煤矿安全高效开采的主要因素之一,保护层开采技术作为一种重要的区域性防突措施,目前得到了大量的推广和应用。本文以贵州五轮山煤业有限公司(以下简称“五轮山煤矿”)为研究背景,选取其主采的6^-3煤层和8煤层为研究对象。6^-3煤层具有煤与瓦斯突出危险性,此时选择其下方的8煤层作为保护层,通过优先开采保护层(8煤层),使得被保护层(6^-3煤层)在采动影响下得到卸压,从而减弱其煤与瓦斯突出危险性,实现安全高效开采。本文采用理论分析,数值模拟以及现场试验相结合的研究方法,对被保护层覆岩移动规律进行理论分析;通过FLAC3D数值模拟软件模拟了五轮山煤矿下保护层(8煤层)开采后被保护层(6^-3煤层)上覆煤岩应力变化以及位移的形变规律,得出8煤开采后6^-3煤应力分布呈现“W”型的分布特性,竖直方向煤厚变形量分布呈现出“M”型的分布规律。最后,采用现场试验的方法对五轮山煤矿下保护层开采的卸压范围和保护效果进行了研究,得出保护层(8煤层)开采后倾向上部卸压角和下部卸压角分别为83...

【文章页数】：74 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
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 保护层研究现状
        1.2.2 保护层开采覆岩运动与卸压范围的研究现状
        1.2.3 保护层开采存在的问题
    1.3 主要研究内容和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 矿井概况及瓦斯涌出分析
    2.1 试验矿井基本概况
        2.1.1 矿井概况
        2.1.2 煤层概况
        2.1.3 其他概况
    2.2 1805工作面瓦斯涌出分析
        2.2.1 1805工作面瓦斯涌出的构成
        2.2.2 1805工作面瓦斯涌出的影响因素
        2.2.3 1805工作面瓦斯涌出的计算
        2.2.4 保护层开采的必要性
    2.3 本章小结
3 下保护层开采覆岩移动规律
    3.1 覆岩破坏理论分析
        3.1.1 上覆岩层运动和破坏基本形式
        3.1.2 覆岩冒落的空间形态
        3.1.3 采场覆岩移动变形规律
    3.2 覆岩移动破坏特征
        3.2.1 横三区特征
        3.2.2 竖三带特征
        3.2.3 五轮山煤矿实例分析
    3.3 本章小结
4 下保护层开采卸压效应数值模拟研究
    4.1 FLAC简介
    4.2 模型的建立
        4.2.1 模型的设计原则
        4.2.2 1805采煤工作面概况
        4.2.3 几何模型的确定
        4.2.4 网格的离散化
        4.2.5 岩体物理力学参数的选取
    4.3 计算结果分析
        4.3.1 被保护层上覆煤岩应力分布分析
        4.3.2 被保护层上覆煤岩竖向变形分析
    4.4 本章小结
5 下保护层开采现场试验研究
    5.1 下保护层开采被保护层理论卸压范围
        5.1.1 沿倾斜方向的保护范围
        5.1.2 沿走向方向的保护范围
    5.2 下保护层开采被保护层实际卸压范围
        5.2.1 煤层倾斜方向保护边界考察方案
        5.2.2 煤层走向方法保护边界考察方案
        5.2.3 被保护层保护边界考察结果
        5.2.4 1805工作面卸压角扩界原因分析
    5.3 被保护层工作面区域措施效果检验
        5.3.1 区域措施效果检验方法选择
        5.3.2 被保护层残余瓦斯压力考察
        5.3.3 被保护层残余瓦斯含量考察
        5.3.4 被保护层顶底板变形量考察
        5.3.5 被保护工作面保护效果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3867882