王行庄矿保护层开采的卸压影响范围及消突效果研究

发布时间：2024-12-20 22:47

　　在防治煤与瓦斯突出措施中，要求区域措施先行，局部措施补充。开采保护层作为区域防突措施之一，被证明效果是明显的。本文以王行庄煤矿作为试验区，主要研究了王行庄煤矿上保护层开采的卸压影响范围和消突效果。 通过保护层开采相似模拟实验对保护层开采过程中被保护层的变形场、应力场变化、保护范围进行了考察；通过数值模拟实验，对保护层开采后应力场变化、弹性模量变化、声发射场进行了考察；通过对现场的保护层开采效果考察，分析了保护层开采前后瓦斯压力变化、瓦斯含量变化、预测指标变化、透气性系数变化。 保护层开采模拟实验和现场效果表明经保护层开采后，被保护层应力降低，裂隙发育、瓦斯压力降低、瓦斯含量降低、透气性系数增加。保护层开采对被保护层保护效果良好。

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
目录
1 引言
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 技术路线
2 保护层开采的岩石破裂过程理论分析
    2.1 保护层采动作用沿垂直方向分布规律
        2.1.1 顶板破裂理论
        2.1.2 底板破裂理论
    2.2 保护层采动作用沿走向基本规律
    2.3 保护层卸压瓦斯运移规律分析
        2.3.1 煤层卸压瓦斯固气耦合理论
        2.3.2 采动裂隙带瓦斯运移规律
    2.4 本章小结
3 试验区概况
    3.1 矿井概况
    3.2 工作面概况
    3.3 本章小结
4 保护层开采相似模拟
    4.1 相似模拟基础理论
    4.2 相似模型设计
        4.2.1 试验目的和任务
        4.2.2 相似材料选取
        4.2.3 原型地质条件
        4.2.4 相似参数确定
    4.3 模型制作
        4.3.1 相似材料配比及用量计算
        4.3.2 模型建立
        4.3.3 模型加载过程
    4.4 相似模拟实验过程
    4.5 被保护层膨胀变形场分析
    4.6 被保护层应力场变化分析
    4.7 保护层保护范围的确定
        4.7.1 保护范围的确定方法
        4.7.2 沿走向的保护范围
        4.7.3 沿倾向的保护范围
    4.8 本章小结
5 保护层开采数值模拟
    5.1 数值模拟理论方法与软件介绍
        5.1.1 岩石破裂过程分析系统
        5.1.2 相关理论准则
        5.1.3 有限元理论
        5.1.4 基元的提出
    5.2 模型边界条件确定及应力加载
    5.3 模型参数选取
    5.4 数值实验结果分析
        5.4.1 保护层开采过程应力场变化规律
        5.4.2 保护层开采过程弹性模量变化规律
        5.4.3 声发射场随工作面推进变化
        5.4.4 应力及裂隙场分布划分
    5.5 本章小结
6 王行庄矿上保护层开采对被保护层的保护效果
    6.1 瓦斯压力变化分析
        6.1.1 瓦斯压力测定方案确定
        6.1.2 瓦斯压力变化
    6.2 瓦斯含量变化分析
        6.2.1 瓦斯含量测定方法
        6.2.2 瓦斯含量变化
    6.3 预测指标变化
    6.4 透气性系数变化分析
        6.4.1 煤层透气性系数测定方案确定
        6.4.2 透气性变化
    6.5 本章小结
7 结论及展望
    7.1 主要结论
    7.2 不足与展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：4017980