房式采空区下伏煤层开采动压灾害发生机理及其控制

发布时间：2017-08-06 09:23

  本文关键词：房式采空区下伏煤层开采动压灾害发生机理及其控制

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【摘要】：针对神东矿区工作面推出上覆房式采空区集中煤柱期间发生的动载矿压灾害,利用现场实测、理论分析、数值模拟分析等手段,对其致灾机理及控制技术进行了深入研究。提出了7种煤层间岩层结构形态,其中4种属于煤层间岩层未全部断裂的类型,3种属于煤层间岩层全部断裂的类型；将7种形态分解后又提出了3种简单结构,即“全部破断”结构、“未破断岩层”结构及“组合”结构,通过分析3种简单结构在冲击作用下的稳定性,得到了煤层间岩层结构受冲击作用时破坏情况判别方法；分析了顶板断裂对集中煤柱有效支承宽度的影响,并得到支承压力作用下的小煤柱稳定条件计算方法；针对基本顶提出了“单回转岩块”结构,并分析了煤层间岩层结构全部破坏后不同顶板结构下的支架载荷,合理地解释了推出集中煤柱期间发生动载矿压灾害的原因。根据研究成果提出了充填采空区及爆破集中煤柱措施,给出了爆破措施有效卸载程度,通过优选,在神东煤炭公司石圪台煤矿采取井下爆破集中煤柱措施,现场应用效果显著。
【关键词】：房式采空区集中煤柱 动载矿压灾害 煤柱稳定性 承载结构稳定性 控制技术
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD771
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 岩层控制理论研究现状9-10
• 1.2.2 采空区残留煤柱下矿压显现规律研究现状10-11
• 1.2.3 动载矿压灾害机理及其控制技术研究现状11-12
• 1.2.4 问题的提出12-13
• 1.3 研究内容及方法13-14
• 1.4 技术路线14-16
• 2 推出集中煤柱期间动载矿压特征研究16-22
• 2.1 工程概况16-17
• 2.2 动载矿压特征17-20
• 2.2.1 动载矿压显现特征17-18
• 2.2.2 覆岩运动特征18-20
• 2.2.3 动载矿压原因初步分析20
• 2.3 小结20-22
• 3 推出集中煤柱期间动载矿压灾害机理研究22-65
• 3.1 动载矿压机理的理论分析22-50
• 3.1.1 煤层间岩层结构形态及其在冲击作用下的稳定性分析22-39
• 3.1.2 煤柱稳定性及煤柱失稳后煤层间岩层结构所受力学作用分析39-46
• 3.1.3 煤层间岩层结构全部破坏时支架载荷分析46-49
• 3.1.4 动载矿压灾害机理分析49-50
• 3.2 动载矿压机理的数值模拟分析50-60
• 3.2.1 3DEC基本原理50-52
• 3.2.2 模拟面临的主要问题52
• 3.2.3 模拟步骤52-56
• 3.2.4 模拟结果分析56-60
• 3.3 动载矿压机理的现场验证60-63
• 3.3.1 石圪台煤矿房式采空区煤柱稳定性分析60-61
• 3.3.2 石圪台煤矿煤层间岩层结构稳定性及支架载荷分析61-63
• 3.4 小结63-65
• 4 推出集中煤柱期间动载矿压灾害控制技术研究65-75
• 4.1 控制措施的提出65-66
• 4.2 控制措施技术要求分析66-69
• 4.2.1 充填采空区技术要求66
• 4.2.2 爆破集中煤柱技术要求66-69
• 4.3 控制措施实施效果评价方法分析69-70
• 4.4 工程应用70-74
• 4.4.1 控制措施优选70-71
• 4.4.2 现场实施效果评价71-74
• 4.5 小结74-75
• 5 结论75-77
• 5.1 主要结论75-76
• 5.2 创新点76
• 5.3 展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-86
• 作者简介86

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本文编号：629285