突出煤层首分层开采对采场应力及瓦斯的影响

发布时间：2017-06-29 00:02

  本文关键词：突出煤层首分层开采对采场应力及瓦斯的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以焦作矿区古汉山矿与中马村矿为研究对象,对二1煤层首分层开采后下分层的应力与瓦斯的分布状况进行研究。首分层开采时按照《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,采用顶、底板岩石巷道穿层预抽和本煤层预抽的综合区域防突技术,取得很好的消突效果。但首分层开采对下部的二、三分层突出危险的解放效果还缺乏严格的科学考察和研究,研究人员对下部分层的突出危险性,特别是预留煤柱周边突出危险程度在认识上还有很大的分歧。更为重要的是,《防治煤与瓦斯突出规定》要求,煤层内采掘活动范围外10~20m范围内必须消除突出危险性。为了考察厚煤层首分层开采后对下分层的应力以及瓦斯的分布影响。本文主要研究内容是:通过分层开采工艺及技术参数的考察,考察下分层中应力的分布规律以及瓦斯变化情况,通过定量分析,为下分层区域综合防突措施、巷道的布置以及巷道通风设计等提供了参数,为保障安全开采提供依据。具体分为以下几个方面:(1)矿井和工作面瓦斯地质资料的收集与分析,分层开采工艺技术参数考察;(2)针对厚煤层首分层开采之后,评价分析沿分层开采后下分层煤体中的应力分布,工作面卸压效果,瓦斯分布及防突效果;(3)通过理论计算与计算机数值模拟,得出分层开采后下分层会形成一个卸压区域,从模拟的结果可以得知,通过保护层开采来防治煤岩动力灾害是有效的,而且通过开采上保护层后,对于被保护煤层起到了卸压的效果。(4)在实施完分层开采后,测残余瓦斯含量、钻屑瓦斯解析指标和S值,结果明显下降,所以利用分层开采来进行煤与瓦斯突出防治,效果明显。
【关键词】：分层开采 应力分布 数值模拟 瓦斯分布 防突效果
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD713
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 选题依据11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 保护层开采的研究现状12-13
• 1.2.2 采场上覆岩体结构变化研究现状13-15
• 1.3 研究内容15-16
• 1.3.1 资料收集与分析16
• 1.3.2 煤柱内瓦斯赋存规律研究16
• 1.3.3 数值模拟应力场16
• 1.4 技术路线16-19
• 2 实验区域概况19-29
• 2.1 矿区概况19
• 2.2 古汉山矿井概况19-22
• 2.2.1 井田位置及交通19-20
• 2.2.2 井型、开拓方式及生产能力20-21
• 2.2.3 煤层情况21
• 2.2.4 水文地质条件21-22
• 2.3 中马村矿井概况22-25
• 2.3.1 井田位置及交通22-23
• 2.3.2 井型、开拓方式及生产能力23-24
• 2.3.3 煤层情况24
• 2.3.4 水文地质条件24-25
• 2.4 实验工作面概况25-29
• 2.4.1 古汉山矿15091工作面概况25-26
• 2.4.2 中马村矿27021工作面概况26-29
• 3 下分层应力计算29-43
• 3.1 应力对煤与瓦斯突出的影响29-32
• 3.2 地应力的测量及影响因素32-33
• 3.3 钻屑量测定应力33-35
• 3.3.1 钻屑量组成及影响因素34-35
• 3.4 工作面应力数值计算35-40
• 3.4.1 钻屑量测定及计算36-38
• 3.4.2 钻屑量与应力及瓦斯压力关系38-40
• 3.5 本章小结40-43
• 4 下分层应力分布数值模拟43-55
• 4.1 FLAC3D简介43-46
• 4.1.1 FLAC 3D计算特点43-44
• 4.1.2 FLAC 3D求解原理44-46
• 4.2 三维数值模型建立46-53
• 4.2.1 古汉山矿三维数值模型46-47
• 4.2.2 古汉山矿15091下分层应力分布规律47-50
• 4.2.3 中马村矿三维数值模型50-51
• 4.2.4 中马村矿27021下分层应力分布规律51-53
• 4.3 本章小结53-55
• 5 下分层瓦斯含量分布及其它参数测定55-63
• 5.1 瓦斯含量测定55-58
• 5.1.1 施工方案55-56
• 5.1.2 瓦斯含量测定的方法56-57
• 5.1.3 瓦斯含量测定分析57-58
• 5.2 瓦斯压力测定58-59
• 5.3 钻屑瓦斯解吸指标测定59-61
• 5.4 本章小结61-63
• 6 结论与展望63-65
• 6.1 结论63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-69
• 作者简历69-71
• 学位论文数据集71

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本文编号：495747