近距离煤层群工作面采场围岩失稳机制与控制技术

发布时间：2019-08-05 13:30

【摘要】：为探讨近距离煤层群工作面采场围岩失稳机制和开发相应的控制技术,采用理论计算、数值模拟和实验室试验综合方法,研究煤层群开采围岩采动应力场分布。阐明松散煤体注水加固的力学机制,并开发现场厚坚硬顶板深孔预裂爆破、深浅孔联合注水、新型采煤工艺综合技术措施。研究结果表明:在煤层群开采条件下,上下工作面相互影响程度剧烈,将下伏煤层工作面布置在上覆煤层开采后的卸压区内,可避免上煤层遗留煤柱高集中应力的影响,降低下伏煤层工作面原始应力水平。用设计的深孔预裂爆破工艺,能避免关键层断裂后对下伏煤层作面的动压冲击。提出的工作面低压短时间浅孔注水和2巷超前长孔预注水工艺,能提高松散煤体抗剪强度,增加煤体稳定性。
[Abstract]:In order to discuss the instability mechanism of surrounding rock of stope in close coal seam group working face and develop the corresponding control technology, the distribution of dynamic stress field of surrounding rock in coal seam group mining is studied by means of theoretical calculation, numerical simulation and laboratory test. The mechanical mechanism of water injection reinforcement of loose coal body is expounded, and the comprehensive technical measures of thick and hard roof deep hole pre-split blasting, deep and shallow hole combined water injection and new coal mining technology are developed. The results show that under the condition of coal seam group mining, the interaction degree of upper and lower coal face is violent, and the influence of high concentration stress of coal pillar left behind in upper coal seam can be avoided and the original stress level of underlying coal seam can be reduced by arranging the lower coal seam working face in the pressure relief area after overlying coal seam mining. The designed deep hole pre-split blasting technology can avoid the dynamic pressure impact on the face of the underlying coal seam after the fracture of the key strata. The proposed low pressure short time shallow hole water injection technology and 2 roadway advance long hole pre-injection technology can improve the shear strength of loose coal body and increase the stability of coal body.
【作者单位】： 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室;安徽理工大学能源与安全学院;山东新巨龙能源有限责任公司;
【基金】：国家自然科学基金煤炭联合基金重点资助(U1361208) 安徽省自然科学基金资助(1408085MKL42) 安徽理工大学青年教师科学研究基金资助(12859);安徽理工大学博士基金资助
【分类号】：TD325;TD823.81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 董伟;张晓明;陈绍杰;张璐;;可拓论与信息熵在煤层注水效果优化中的应用研究[J];中国安全科学学报;2016年10期

2 程志恒;齐庆新;李宏艳;张浪;刘晓刚;;近距离煤层群叠加开采采动应力-裂隙动态演化特征实验研究[J];煤炭学报;2016年02期

3 常聚才;谢广祥;张学会;;特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮机制分析[J];岩土力学;2015年03期

4 肖知国;孟雷庭;;压力水影响煤层瓦斯解吸的试验研究及机理分析[J];中国安全科学学报;2015年01期

5 黄汉富;闫志刚;姚邦华;徐会军;;万利矿区煤层群开采覆岩裂隙发育规律研究[J];采矿与安全工程学报;2012年05期

6 杨培举;刘长友;吴锋锋;;厚煤层大采高采场煤壁的破坏规律与失稳机理[J];中国矿业大学学报;2012年03期

7 宁宇;;大采高综采煤壁片帮冒顶机理与控制技术[J];煤炭学报;2009年01期

8 华心祝;谢广祥;;大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术[J];煤炭科学技术;2008年09期

9 王家臣;;极软厚煤层煤壁片帮与防治机理[J];煤炭学报;2007年08期

10 何满潮,谢和平,彭苏萍,姜耀东;深部开采岩体力学研究[J];岩石力学与工程学报;2005年16期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李家卓;采场底板围岩应力壳力学特征研究[D];安徽理工大学;2015年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄敏;;深部大断面顺槽巷道支护技术探讨[J];煤矿现代化;2017年05期

2 赵丽英;;煤矿瓦斯事故分析及预防措施[J];煤矿现代化;2017年04期

3 孟庆国;孟庆石;;浅谈井巷工程中锚网支护工程主控项目的工程意义[J];山东工业技术;2017年16期

4 韩承强;;深井马头门软岩硐室复合支护技术研究[J];矿业研究与开发;2017年07期

5 金珠鹏;秦涛;张俊文;;深部高强开采下巷道大变形及卸压的支护技术[J];黑龙江科技大学学报;2017年04期

6 李艳;卢飞;廖科伏;;高海水围压下多金属硫化物切削动力学分析[J];海洋工程;2017年04期

7 李洪超;;深部巷道支护失效分析及控制研究[J];内蒙古煤炭经济;2017年14期

8 孔凡伟;;松软破碎顶板巷道围岩变形机理及支护技术研究[J];山东煤炭科技;2017年07期

9 马金宝;马骥;王胜;邓磊;;考虑多次冲击动载作用的深部煤巷支护参数优化[J];煤矿安全;2017年07期

10 王宁;;近距离煤层群上行开采可行性关键技术研究[J];能源与环保;2017年07期

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王天瑜;徐德宇;王如君;佟淑娇;;可拓理论在天然气管道失效可能性评价中的应用[J];中国安全科学学报;2015年08期

2 陈绍杰;金龙哲;姜楠楠;;可拓学理论在煤层注水效果评价中的应用[J];安全与环境工程;2015年02期

3 陈娟娟;方正;谢涛;袁建平;罗可;;典型建筑火灾风险评估体系及其软件开发[J];中国安全科学学报;2015年01期

4 张书金;李绍泉;李树清;解庆雪;;煤层群双重保护层开采煤层膨胀变形规律实验研究[J];煤炭工程;2013年09期

5 李宏艳;王维华;齐庆新;张浪;季文博;;煤与瓦斯共采覆岩应力及渗透耦合特性实验研究[J];煤炭学报;2013年06期

6 齐敏芳;付忠广;景源;马亚;;基于信息熵与主成分分析的火电机组综合评价方法[J];中国电机工程学报;2013年02期

7 王文学;隋旺华;赵庆杰;张攀;;可拓评判方法在厚松散层薄基岩下煤层安全开采分类中的应用[J];煤炭学报;2012年11期

8 杨培举;刘长友;吴锋锋;;厚煤层大采高采场煤壁的破坏规律与失稳机理[J];中国矿业大学学报;2012年03期

9 张西斌;张勇;刘传安;刘珂铭;李春元;王祖发;;基于采空区瓦斯运移规律的抽采钻场设计[J];煤炭科学技术;2012年03期

10 曲方;张龙;李迎业;李忠群;;基于BP神经网络的煤与瓦斯突出预测系统开发[J];中国安全科学学报;2012年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 于小鸽;采场损伤底板破坏深度研究[D];山东科技大学;2011年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王玉武,姜文忠,牛德文,张新生,李先章;阳城、沁水矿区煤层气开发前景探讨[J];煤矿安全;2002年05期

2 霍忠锋,刘义生,吴爱民,杨智华;近距离煤层群建设"双高"矿井的实践[J];煤炭科学技术;2003年05期

3 张仲春;余耀锋;杨洪滨;;上行开采近距离煤层群的探讨与应用[J];煤;2007年09期

4 马立强;汪理全;张东升;刘玉德;刘江;张太平;欧阳广斌;;近距离煤层群上行开采可行性研究与工程应用[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2007年04期

5 周岩;龙祖根;;多煤层系统的煤层气运移模型研究[J];煤;2009年04期

6 魏孝华;李铭;;近距离煤层群上行开采可行性判定研究[J];神华科技;2013年01期

7 尹中山;;川南煤田古叙矿区煤层气勘探选层的探讨[J];中国煤炭地质;2009年02期

8 范晓刚;;近距离突出煤层区域验证方法探讨[J];煤炭工程;2012年10期

9 汪长明;;具有突出危险性煤层群煤气共采技术[J];洁净煤技术;2013年01期

10 张宏伟;韩军;海立鑫;李明;乔鸿波;;近距煤层群上行开采技术研究[J];采矿与安全工程学报;2013年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 余耀峰;张仲春;杨洪滨;;近距离煤层群上行开采的研究与应用[A];矿山建设工程新进展——2007全国矿山建设学术会议文集[C];2007年

2 汪理全;;煤层群上行开采技术及应用[A];21世纪高效集约化矿井学术研讨会论文集[C];2001年

3 苏朝晖;;潘二矿煤层群开采的层位控制方法[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编（一）·地质专业[C];2010年

4 李伟;陈家祥;吴建国;;松软、低渗透煤层综合抽采技术[A];全国煤矿井下安全避险及瓦斯治理技术理论与实践[C];2011年

5 翟成;卫修君;林柏泉;;近距离煤层群采动裂隙场演化规律数值模拟研究[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会交流论文（部分）[C];2009年

6 黄祥宽;;急倾斜薄煤层群矿井瓦斯地质的特殊性研究[A];瓦斯地质研究与应用——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第三次全国瓦斯地质学术研讨会[C];2003年

7 杨科;袁亮;刘钦节;廖斌琛;孙力;涂辉;;深部近距离煤层群卸压开采高应力演化煤柱效应研究[A];煤矿冲击地压防治的创新与实践——全国防治煤矿冲击地压高端论坛论文汇编[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 本报记者 裴支前;让科技成为煤矿高效安全开采的“金钥匙”[N];江淮时报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 王宇锋;铁新矿注碱治理煤层硫化氢研究及工程应用[D];辽宁工程技术大学;2014年

2 徐宏杰;贵州省薄—中厚煤层群煤层气开发地质理论与技术[D];中国矿业大学;2012年

3 季文博;近距离煤层群采动煤岩渗透特性演化规律与实测方法研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

4 姜在炳;煤层3D动态建模技术及应用研究[D];煤炭科学研究总院;2008年

5 翟成;近距离煤层群采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律及防治技术研究[D];中国矿业大学;2008年

6 杨兆彪;多煤层叠置条件下的煤层气成藏作用[D];中国矿业大学;2011年

7 胡永忠;山体赋存煤层群混合开采覆岩破断规律及顶板控制研究[D];中国矿业大学;2015年

8 李庆军;近距离煤层群开采煤层自燃预测研究[D];西安科技大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 冯辉;贺西煤矿首采层开采后下伏煤层卸压特征研究[D];中国矿业大学;2015年

2 陈二瑞;低透煤层水力压裂技术在石门揭煤中的应用[D];安徽理工大学;2016年

3 戚志虎;近距离煤层群工作面瓦斯综合治理研究与应用[D];安徽理工大学;2016年

4 刘云亮;柳林地区煤层气开发地质条件研究及产能评价[D];煤炭科学研究总院;2016年

5 郭海相;浅埋深近距离煤层群开采漏风规律及控制技术研究[D];煤炭科学研究总院;2016年

6 李云;气爆低渗透煤层增透规律数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2015年

7 冉庆喜;晋平煤业低渗透煤层抽采钻孔参数数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2014年

8 高照宇;钱家营矿近距离煤层群上行开采技术研究[D];辽宁工程技术大学;2015年

9 章照明;火成岩侵入煤层瓦斯涌出规律研究[D];安徽理工大学;2008年

10 任硕;超临界CO_2在低渗透煤层渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2013年

，

本文编号：2523147