韩家湾媒矿柱式采空区下综采工作面动压灾害发生机理研究
发布时间：2021-01-25 20:43
晋陕蒙腹地榆神府矿区是我国的主力产煤矿区,随着浅部资源的开发殆尽,在开采下组煤炭资源时形成了独特的浅埋煤层柱式采空区下的开采条件,该开采条件下工作面易发生动压灾害。研究该类动压灾害的形成机理以及提出相应的防治措施不仅仅是煤矿生产企业的迫切需求,更是对深入贯彻落实党的十九大精神—全力打造安全生产治理新格局具有重要意义。论文依托陕西省科学技术研究发展计划项目《浅埋小窑采空区下综采煤层顶板灾害风险评价与预控技术研究》,结合榆神府矿区韩家湾煤矿3301工作面开采实际情况,针对其在上覆柱式采空区下开采时工作面极有可能发生动压灾害的问题展开研究。论文通过收集、总结、分析该类开采条件下动压灾害事故的研究成果,认为判断工作面是否会发生动压灾害首先得研究上覆采空区煤柱的稳定性。通过基于莫尔库伦准则的塑性区分析和应用突变理论建立的塑性区占煤柱核区宽度之比的煤柱稳定性判别式,结合数值模拟分析,认为上覆采空区集中煤柱在3301工作面回采前赋存稳定,而房式与旺采遗留煤柱基本上已经发生失稳,初步判断3301工作面在集中煤柱下开采的过程中发生动压灾害的可能性最大。进一步采用相似模型实验和数值模拟的方法,对3301工...
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤炭资源区域划分Fig.1.1Coalresourcedivision
针对论文的研究内容和目标，采用文献研究、理论分析、物理相似模型实验及数值模拟分析相结合的方法开展论文的研究，具体方法如下：①查阅文献资料、咨询专家，对当前技术水平条件柱式采空区下近距离煤层开采工艺、顶板来压特征和覆岩运动规律有一个详尽的整体认识。总结提炼目前柱式采空区下近距离煤层开采动压灾害的研究现状，寻求其有待进一步研究的部分作为论文突破点。②综合利用理论分析和数值模拟研究柱式采空区煤柱的稳定性以及在下煤层综采工作面开采前煤柱是否会发生失稳，煤柱发生失稳的时间节点与下伏综采工作面所处位置的空间关系，从而把柱式采空区下动压灾害发生条件概括分类。③采用室内物理相似模型实验和数值模拟结合的方法来研究柱式采空区下近距离煤层开采动压灾害发生的条件以及灾害发生机理。④结合韩家湾煤矿 3301 工作面工程实例对预爆破采空区煤柱抑制动压灾害发生的机理进行研究，采用数值模拟分析、论证预爆破集中煤柱的减灾机理。技术路线如下：
12图 2.3 3301 工作面上覆采空区分布 A-A 剖面图Fig.2.3 Sectional view of the distribution of the goaf in the 3301 working face房式采空区大部分是 5×5m 的矩形煤柱，靠近集中隔离煤柱附近有数条×15m 的长条形煤柱，煤房短边宽度均为 5m，沿着走向或者倾向条带状分布(如 2.2 所示)。靠近工作面皮带顺槽一侧为旺格维利采煤法采空区，回采支巷宽m，支巷两侧采硐宽 3.4m，采硐垂深 7.2m，采硐沿着回采支巷向两侧 40 度斜开挖，采硐间煤柱宽 1.5～3.0m(如图 2.2)。集中隔离煤柱经旺采回收，回采支距离 2306 工作面切眼 20m，距离房式采空区一侧 15m，旺采两侧采硐垂深分是 6m、8m。2-2煤层埋深 80～90m，底板标高 1100～1230m，为大部分可采煤，煤层可采厚度 0.8～5.59m，平均厚度 4.06m。2306 长壁工作面位于 2-2煤层采区，工作面走向长度为 1900m，倾向长度为 270m，工作面煤层顶板岩性主
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋煤层群大采高采场初次来压顶板结构及支架载荷研究[J]. 黄庆享,黄克军,赵萌烨. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[2]浅埋近距离多煤层采空区下厚关键层破断特征及支架工作阻力确定[J]. 冯军发,周英,张开智,徐佑林,李回贵. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[3]浅埋房式采空区煤柱群稳定性评价[J]. 朱德福,屠世浩,王方田,马行生. 煤炭学报. 2018(02)
[4]我国绿色煤炭资源量概念、模型及预测[J]. 袁亮,张农,阚甲广,王洋. 中国矿业大学学报. 2018(01)
[5]浅埋房采区下近距离煤层开采动载矿压机理[J]. 徐敬民,朱卫兵,鞠金峰. 煤炭学报. 2017(02)
[6]房式采空区下近距离煤层开采顶板切落突变分析[J]. 张凌凡,陈忠辉,李博,郭贺,柴茂. 矿业科学学报. 2016(03)
[7]试论近水平煤层采场的3种基本结构形式[J]. 冯军发,周英,李回贵,刘闯. 煤炭学报. 2016(10)
[8]浅埋深综采工作面过集中煤柱压架机理分析[J]. 李浩荡,张彬. 煤炭科学技术. 2016(09)
[9]条带式Wongawilli开采煤柱系统突变失稳机理及工程稳定性研究[J]. 谭毅,郭文兵,赵雁海. 煤炭学报. 2016(07)
[10]房式采空区集中煤柱诱发动载矿压机理及防治[J]. 付兴玉,李宏艳,李凤明,李少刚,张彬,李宏杰,魏立科. 煤炭学报. 2016(06)
博士论文
[1]覆岩隔离注浆充填承载结构模型及应用研究[D]. 王秉龙.中国矿业大学 2018
[2]柱式开采煤柱长期稳定性评价方法研究[D]. 于洋.中国矿业大学 2018
[3]带状充填开采岩层移动机理研究[D]. 朱晓峻.中国矿业大学 2016
[4]浅埋近距离煤层出煤柱开采压架机理及防治研究[D]. 鞠金峰.中国矿业大学 2013
[5]浅埋房式采空区下近距离煤层长壁开采覆岩运动规律及控制[D]. 王方田.中国矿业大学 2012
[6]神东矿区浅埋煤层关键层理论及其应用研究[D]. 伊茂森.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]房柱式采空区下综采工作面顶板动压灾害防治技术研究[D]. 姚安涛.煤炭科学研究总院 2017
[2]近浅埋煤层长壁工作面顶板来压机理研究[D]. 曹明.西安科技大学 2010
本文编号：2999864
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤炭资源区域划分Fig.1.1Coalresourcedivision
针对论文的研究内容和目标，采用文献研究、理论分析、物理相似模型实验及数值模拟分析相结合的方法开展论文的研究，具体方法如下：①查阅文献资料、咨询专家，对当前技术水平条件柱式采空区下近距离煤层开采工艺、顶板来压特征和覆岩运动规律有一个详尽的整体认识。总结提炼目前柱式采空区下近距离煤层开采动压灾害的研究现状，寻求其有待进一步研究的部分作为论文突破点。②综合利用理论分析和数值模拟研究柱式采空区煤柱的稳定性以及在下煤层综采工作面开采前煤柱是否会发生失稳，煤柱发生失稳的时间节点与下伏综采工作面所处位置的空间关系，从而把柱式采空区下动压灾害发生条件概括分类。③采用室内物理相似模型实验和数值模拟结合的方法来研究柱式采空区下近距离煤层开采动压灾害发生的条件以及灾害发生机理。④结合韩家湾煤矿 3301 工作面工程实例对预爆破采空区煤柱抑制动压灾害发生的机理进行研究，采用数值模拟分析、论证预爆破集中煤柱的减灾机理。技术路线如下：
12图 2.3 3301 工作面上覆采空区分布 A-A 剖面图Fig.2.3 Sectional view of the distribution of the goaf in the 3301 working face房式采空区大部分是 5×5m 的矩形煤柱，靠近集中隔离煤柱附近有数条×15m 的长条形煤柱，煤房短边宽度均为 5m，沿着走向或者倾向条带状分布(如 2.2 所示)。靠近工作面皮带顺槽一侧为旺格维利采煤法采空区，回采支巷宽m，支巷两侧采硐宽 3.4m，采硐垂深 7.2m，采硐沿着回采支巷向两侧 40 度斜开挖，采硐间煤柱宽 1.5～3.0m(如图 2.2)。集中隔离煤柱经旺采回收，回采支距离 2306 工作面切眼 20m，距离房式采空区一侧 15m，旺采两侧采硐垂深分是 6m、8m。2-2煤层埋深 80～90m，底板标高 1100～1230m，为大部分可采煤，煤层可采厚度 0.8～5.59m，平均厚度 4.06m。2306 长壁工作面位于 2-2煤层采区，工作面走向长度为 1900m，倾向长度为 270m，工作面煤层顶板岩性主
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋煤层群大采高采场初次来压顶板结构及支架载荷研究[J]. 黄庆享,黄克军,赵萌烨. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[2]浅埋近距离多煤层采空区下厚关键层破断特征及支架工作阻力确定[J]. 冯军发,周英,张开智,徐佑林,李回贵. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[3]浅埋房式采空区煤柱群稳定性评价[J]. 朱德福,屠世浩,王方田,马行生. 煤炭学报. 2018(02)
[4]我国绿色煤炭资源量概念、模型及预测[J]. 袁亮,张农,阚甲广,王洋. 中国矿业大学学报. 2018(01)
[5]浅埋房采区下近距离煤层开采动载矿压机理[J]. 徐敬民,朱卫兵,鞠金峰. 煤炭学报. 2017(02)
[6]房式采空区下近距离煤层开采顶板切落突变分析[J]. 张凌凡,陈忠辉,李博,郭贺,柴茂. 矿业科学学报. 2016(03)
[7]试论近水平煤层采场的3种基本结构形式[J]. 冯军发,周英,李回贵,刘闯. 煤炭学报. 2016(10)
[8]浅埋深综采工作面过集中煤柱压架机理分析[J]. 李浩荡,张彬. 煤炭科学技术. 2016(09)
[9]条带式Wongawilli开采煤柱系统突变失稳机理及工程稳定性研究[J]. 谭毅,郭文兵,赵雁海. 煤炭学报. 2016(07)
[10]房式采空区集中煤柱诱发动载矿压机理及防治[J]. 付兴玉,李宏艳,李凤明,李少刚,张彬,李宏杰,魏立科. 煤炭学报. 2016(06)
博士论文
[1]覆岩隔离注浆充填承载结构模型及应用研究[D]. 王秉龙.中国矿业大学 2018
[2]柱式开采煤柱长期稳定性评价方法研究[D]. 于洋.中国矿业大学 2018
[3]带状充填开采岩层移动机理研究[D]. 朱晓峻.中国矿业大学 2016
[4]浅埋近距离煤层出煤柱开采压架机理及防治研究[D]. 鞠金峰.中国矿业大学 2013
[5]浅埋房式采空区下近距离煤层长壁开采覆岩运动规律及控制[D]. 王方田.中国矿业大学 2012
[6]神东矿区浅埋煤层关键层理论及其应用研究[D]. 伊茂森.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]房柱式采空区下综采工作面顶板动压灾害防治技术研究[D]. 姚安涛.煤炭科学研究总院 2017
[2]近浅埋煤层长壁工作面顶板来压机理研究[D]. 曹明.西安科技大学 2010
本文编号：2999864
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