近距离煤层群开采顶底板破坏规律研究

发布时间：2017-10-12 01:30

  本文关键词：近距离煤层群开采顶底板破坏规律研究

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【摘要】：通过对近距离煤层群在不同开采层序下的重复采动进行研究,总结分析出近距离煤层群受采动影响后顶底板破坏规律、应力传播规律及位移变化规律。为矿井瓦斯抽采、采掘部署、防治水突出提供理论依据和技术支持,同时也为我省近距离煤层群开采提供借鉴。运用二维相似模拟实验和FLAC3D模拟软件对山脚树煤矿和林华煤矿近距离煤层群重复采动进行了模拟。通过模拟对近距离煤层群重复采动时围岩破坏范围进行观察,同时对重复采动时煤层顶底板应力和岩层移动进行监测。对不同的模拟效果进行比较分析,总结近距离煤层群开采时顶底板破坏规律。通过对比山脚树矿与林华矿近距离煤层群重复采动时顶底板破坏情况总结出,煤层层间距是影响近距离煤层群开采顶底板破坏范围的主要因素,在极进距离煤层群下行开采时,邻近煤层的顶底板都遭到了很大程度的破坏。在采动影响范围内,重复采动时顶板覆岩中岩性强度较低的岩层在拉应力作用下出现离层,底板岩性强度较低的岩层出现膨胀,并产生许多张裂隙。重复采动时老顶来压强度不大,来压范围小。重复采动时围岩内部并没有出现太多新的剪切和拉伸破坏,因此围岩内卸压强度和岩层移动量都是在原有采动的基础上有所增加,并不是重复采动的简单叠加。
【关键词】：近距离煤层群 重复采动 相似模拟 数值模拟 顶底板破坏
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD327;TD823.81
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 课题的提出及研究意义7
• 1.2 国内外研究现状7-9
• 1.2.1 近距离煤层群开采围岩稳定性研究现状8
• 1.2.2 煤层群开采层序的选择研究现状8-9
• 1.3 煤层群开采顶底板破坏规律研究现状9
• 1.4 近距离煤层群开采研究现状9-10
• 1.5 论文研究的主要内容和技术路线10-11
• 1.5.1 主要内容10
• 1.5.2 技术路线10-11
• 1.6 本章小结11-12
• 2 煤层群开采围岩破坏范围确定12-21
• 2.1 矿区资料12-13
• 2.1.1 山脚树矿一采区各煤层赋存情况12-13
• 2.1.2 林华矿各煤层赋存情况13
• 2.2 采场上覆岩层破坏规律13-16
• 2.2.1 顶板破坏理论陈述13-15
• 2.2.2 冒落带与裂隙带高度实列计算15-16
• 2.3 采动影响煤层底板破坏范围16-20
• 2.3.1 煤层底板在弹性条件下破坏深度分析16-19
• 2.3.2 煤层底板在塑性条件下破坏深度分析19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 近距离煤层群不同层序开采顶底板破坏规律相似模拟实验21-60
• 3.1 相似材料模拟实验研究21-25
• 3.1.1 实验目的21
• 3.1.2 实验原型21-25
• 3.2 相似模拟实验25-34
• 3.2.1 模型相似比25-26
• 3.2.2 模拟各煤岩层力学性质26-28
• 3.2.3 煤岩层强度指标计算28-32
• 3.2.4 应力测点与位移测点布置32-34
• 3.3 模型开挖与数据收集分析34-58
• 3.3.1 模型铺设与开挖34-35
• 3.3.2 围岩破坏情况及裂隙发育35-47
• 3.3.3 顶底板应力传播规律47-55
• 3.3.4 重复采动岩层移动规律55-58
• 3.4 本章小结58-60
• 4 近距离煤层群不同层序开采顶底板破坏规律数值模拟实验60-73
• 4.1 建立模型60-61
• 4.2 重复采动垂直应力分布61-67
• 4.2.1 走向上行开采重复采动应力对比分析61-63
• 4.2.2 倾向上行开采重复采动应力对比分析63-64
• 4.2.3 走向下行开采重复采动应力对比分析64-66
• 4.2.4 倾向下行开采重复采动应力对比分析66-67
• 4.3 重复采动塑性分布规律67-71
• 4.3.1 上行开采走向塑性分布规律67-69
• 4.3.2 上行开采倾向塑性分布规律69
• 4.3.3 下行开采走向塑性分布规律69-70
• 4.3.4 下行开采倾向塑性分布规律70-71
• 4.4 重复采动位移分布规律71-72
• 4.4.1 上行开采位移分布规律71
• 4.4.2 下行开采位移分布规律71-72
• 4.5 本章小结72-73
• 5 顶底板破规律对比分析73-79
• 5.1 近距离煤层群回采顶底板破坏对比分析73-74
• 5.2 极近距离煤层群回采顶底板破坏对比分析74-76
• 5.3 近距离煤层群回采顶底板岩层控制76-77
• 5.3.1 现场矿压观测76-77
• 5.3.2 回采巷道布置77
• 5.4 本章小结77-79
• 6 结论与展望79-81
• 6.1 结论79-80
• 6.2 创新点80
• 6.3 展望80-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-86
• 附录A86-87

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本文编号：1015905