近距离煤层群上行开采覆岩运移与应力—裂隙演化特征研究

发布时间：2019-07-12 19:27

【摘要】：煤炭资源不可再生性和社会发展对煤炭资源需求以及与环境之间的矛盾,决定了必须要提高煤炭资源的利用率。随着矿井开采深度的不断增加,冲击地压、煤与瓦斯突出、巷道稳定性控制等一系列问题日益突出,上行开采是实现矿井动力灾害防治和岩层稳定性控制最为有效的途径。本文通过查阅相关文献及资料总结上行开采理论并应用于可行性判别,进而分析了影响上行开采的10个自然因素与4个开采因素以及各因素对上部煤层开采的影响程度,着重分析了以采高和层间距作为影响上行开采可行性的关键因素,从理论上确定了上行开采的判据及控制对策。针对潘二矿西四采区近距离煤层群(3、4-1、5-2、6-1、7-1、8-1煤)煤系赋存及地质特点,应用相似材料模拟分析、数值模拟分析等研究方法,获得了采场围岩位移、变形、破坏规律以及覆岩运移、应力演化特征,揭示了上行多煤层多次采动影响对位移、裂隙、应力场等多场演化的作用机理。受到上下煤层“压力拱”重合影响,压力拱边缘区域具有较单层煤应力集中程度更高的特点。 为了进一步摸清多次采动影响上覆岩层的应力分布状态,通过对比研究不同顺序多次开采条件下应力演化规律、采动高应力演化特征,获得了煤层群开采过程中应力演化的叠加及均化效应,在此基础上,综合分析了采场围岩变形破断规律、围岩应力分布规律及上覆岩层运移特征等多场演化规律之间的耦合作用。煤层群上行及下行开采具有相似的应力演化规律,即应力随煤层一次开采后的“叠加”效应以及随着纵向上远离开采影响区域的应力“均化”效应,应力、裂隙场均具有局部缓慢积累到整体突变再到周期性变化直至最终稳定的演化过程,但上行较下行累积突变程度更为强烈,造成上覆岩层变形及破坏程度更高。 研究上行开采技术,为煤层群上行的安全高效开采提供预测、评估及依据。有利于增加矿井产量,延长服务年限,具有显著的社会经济效益,同时丰富上行开采的基础理论,具有重要的理论研究价值与现实意义。
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图片说明： 图3西四懫区各煤工作面空间位置关系Fig.3 Spatial relation of working faces of west fourth mining region矿西四采区按煤层组划分为西四7?8煤懫区、西四4?6煤采区区：采区系统巷道布置：西四B8轨道上山、西四B7皮带机上山
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图片说明： I 8 ? 111;3煤~1 煤 1.5 m 煤上方 36.7 nT"本次试验中，煤岩体应力分布规律测试采用微压计（压力传感器如图8所示）配合CM-2B-64静态应变仪测试系统（如图9)完成。图8压力传感器 图9 CM-2B-64静态应变仪Fig.8 pressure sensor Fig.9 CM-2B-64 static strain gauge4.1.5加载系统及外载荷设计(1)试验加载值计算对于模型上未能模拟的上覆岩层厚度，需用加载的方法来模拟，，模型上需要施加的重力载荷为：-27-
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD325

【参考文献】

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1 尤明庆,华安增;岩石试样的强度准则及内摩擦系数[J];地质力学学报;2001年01期

2 郭厚亮;;近距离煤层群采空区上覆煤层复采技术[J];矿业安全与环保;2008年S1期

3 郭文兵;李小双;;深部煤岩体高温高围压下力学性质的研究现状与展望[J];河南理工大学学报(自然科学版);2007年01期

4 马立强;汪理全;乔京利;王少义;;平四矿近距煤层上行开采研究[J];采矿与安全工程学报;2008年03期

5 曹树刚;邹德均;白燕杰;文德才;杨义刚;何平均;;“三软”薄煤层群沿空留巷区段上行式开采研究[J];采矿与安全工程学报;2012年03期

6 何满潮,胡江春,熊伟,刘成禹;岩石抗拉强度特性的劈裂试验分析[J];矿业研究与开发;2005年02期

7 周宏伟,谢和平,左建平;深部高地应力下岩石力学行为研究进展[J];力学进展;2005年01期

8 郭信山;付贞峰;庞继禄;冀慎利;;由覆岩空间结构研究极近距煤层开采技术[J];煤炭科技;2009年01期

9 蒋世杰;;深部高应力煤层群开采沿空掘巷技术应用[J];煤矿安全;2010年04期

10 张效春;;近距离煤层煤柱下的开采方法[J];煤矿开采;2006年06期

本文编号：2513928