综采面高强度采动影响下浸水煤柱的稳定性研究
发布时间：2021-03-26 03:00
小纪汗煤矿是一个水文地质比较复杂的矿井,正在开采的2#主采煤层是主要含水层,在工作面采掘过程中地下水涌出量非常大。地下水对煤柱的稳定性影响很大,在水的长期浸泡下煤柱的力学性质弱化、强度降低,因而使煤柱的稳定性也随之降低。且小纪汗煤矿是一个以大采高综采技术为主的现代化高产矿井,工作面推进速度较快,矿压显现相当剧烈,对煤柱稳定性的影响相当大。本文在此背景下,研究了推进速度和煤层含水率对区段煤柱稳定性的影响,其相应研究成果可以为矿井水影响下的区段煤柱稳定性控制提供必要的理论基础。（1）由实验可知,煤体峰值强度、弹性模量随含水率和加载速率的增大呈现先增大后减小的变化趋势,存在临界含水率和临界加载速率;加载速率和含水率较小时,煤体在峰值强度附近发生脆性破坏,加载速率和含水率较大时,发生延性破坏,含水率越大,这种现象越明显,但当含水率较大时,煤体随加载速率变化的破坏都属于延性破坏。（2）由模拟结果可知,随着煤层含水率和工作面推进速度的增加,煤柱水平位移量先减小后增大,垂直应力先减小后增大,塑性区面积先减小后增大,因此,存在临界含水率和临界推进速度,使得区段保护煤柱稳定性达到最高。（3）由理论分析可...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与技术路线
2 不同加载速率下浸水煤体的力学特性
2.1 实验方案
2.2 不同含水率对煤体强度的弱化作用
2.3 不同加载速率对浸水煤体力学特性的影响
2.4 不同加载速率下浸水煤体的本构关系
2.5 本章小结
3 采动影响下浸水煤柱稳定性数值模拟
3.1 数值计算模型建立
3.2 不同含水率下煤柱的变形破坏规律
3.3 不同推进速度下煤柱的变形破坏规律
3.4 本章小结
4 高强度采动影响下浸水区段煤柱的失稳机制分析
4.1 煤柱稳定性的影响因素
4.2 高强度采动影响下浸水煤柱失稳机理
4.3 高强度采动影响下浸水煤柱合理留设宽度
4.4 高强度采动影响下浸水煤柱失稳判据
4.5 失稳判据实例计算
4.6 本章小结
5 工程实例
5.1 11215工作面概况
5.2 11215工作面矿压显现情况
5.3 煤柱稳定性控制措施
5.4 高强度采动影响下浸水煤柱变形监测
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]加载速率对煤系泥岩脆-延性转变影响的试验研究[J]. 张连英,张树娟,茅献彪,汤晓英,秦昊,李兵,李明. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[2]缓倾斜特厚煤层区段煤柱尺寸研究[J]. 张杰,杨涛. 煤炭工程. 2017(10)
[3]含水率及孔隙率对松软煤体强度特征影响的试验研究[J]. 朱传奇,谢广祥,王磊,王传兵,侯俊领. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[4]不同含水率及黏土含量下松软煤体力学特征试验研究[J]. 朱传奇,李传明,殷志强,侯俊领. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[5]Effects of water intrusion and loading rate on mechanical properties of and crack propagation in coal–rock combinations[J]. 陈田,姚强岭,卫斐,种照辉,周健,王常彬,李静. Journal of Central South University. 2017(02)
[6]特厚煤层区段防水煤柱稳定性评价及保护技术研究[J]. 何团,毛德兵,黄志增,孙晓冬,张学亮. 岩土力学. 2017(04)
[7]不同推进速度下煤岩体采动力学行为响应特征与控制[J]. 马海峰,李传明,李家卓,袁安营,刘万荣,朱传奇. 中国安全生产科学技术. 2016(12)
[8]加载速率对煤岩损伤及声发射特征影响的数值模拟研究[J]. 李小军,李回贵,袁瑞甫. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(06)
[9]高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度与控制技术[J]. 张广超,何富连,来永辉,宋佳伟,肖鹏. 煤炭学报. 2016(09)
[10]含水率对煤壁稳定影响的数值模拟研究[J]. 温乃宁,沈汉星. 煤炭技术. 2016(09)
博士论文
[1]煤岩蠕变损伤机理及工作面临空区段煤柱稳定性研究[D]. 黄鹏.中国矿业大学 2018
[2]高强度开采工作面矿压显现的推进速度效应分析[D]. 杨敬虎.中国矿业大学(北京) 2016
硕士论文
[1]官地矿3号煤层区段煤柱合理留设研究[D]. 霍永钊.河北工程大学 2017
[2]含水率影响成型煤样力学性质实验研究[D]. 徐永.华北科技学院 2016
[3]小纪汗煤矿含水煤层巷道变形机理研究[D]. 钱宏伟.中国矿业大学 2015
[4]基本顶断裂结构影响窄煤柱稳定性研究及工程应用[D]. 吴林梓.西安科技大学 2014
[5]东坡煤矿综放开采区段煤柱稳定性研究[D]. 郭鹏.西安科技大学 2015
[6]大倾角特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸优化与研究[D]. 王旭杰.太原理工大学 2013
[7]特厚硬煤层综放工作面护巷煤柱合理宽度研究[D]. 张永久.安徽理工大学 2012
[8]长壁综放工作面间隔煤柱稳定性研究[D]. 杨博.太原理工大学 2012
[9]长平矿大采高综采面合理区段煤柱尺寸研究[D]. 王亚东.辽宁工程技术大学 2012
[10]水压力作用下煤岩损伤弱化规律研究[D]. 郭海防.西安科技大学 2010
本文编号：3100818
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与技术路线
2 不同加载速率下浸水煤体的力学特性
2.1 实验方案
2.2 不同含水率对煤体强度的弱化作用
2.3 不同加载速率对浸水煤体力学特性的影响
2.4 不同加载速率下浸水煤体的本构关系
2.5 本章小结
3 采动影响下浸水煤柱稳定性数值模拟
3.1 数值计算模型建立
3.2 不同含水率下煤柱的变形破坏规律
3.3 不同推进速度下煤柱的变形破坏规律
3.4 本章小结
4 高强度采动影响下浸水区段煤柱的失稳机制分析
4.1 煤柱稳定性的影响因素
4.2 高强度采动影响下浸水煤柱失稳机理
4.3 高强度采动影响下浸水煤柱合理留设宽度
4.4 高强度采动影响下浸水煤柱失稳判据
4.5 失稳判据实例计算
4.6 本章小结
5 工程实例
5.1 11215工作面概况
5.2 11215工作面矿压显现情况
5.3 煤柱稳定性控制措施
5.4 高强度采动影响下浸水煤柱变形监测
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]加载速率对煤系泥岩脆-延性转变影响的试验研究[J]. 张连英,张树娟,茅献彪,汤晓英,秦昊,李兵,李明. 采矿与安全工程学报. 2018(02)
[2]缓倾斜特厚煤层区段煤柱尺寸研究[J]. 张杰,杨涛. 煤炭工程. 2017(10)
[3]含水率及孔隙率对松软煤体强度特征影响的试验研究[J]. 朱传奇,谢广祥,王磊,王传兵,侯俊领. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[4]不同含水率及黏土含量下松软煤体力学特征试验研究[J]. 朱传奇,李传明,殷志强,侯俊领. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[5]Effects of water intrusion and loading rate on mechanical properties of and crack propagation in coal–rock combinations[J]. 陈田,姚强岭,卫斐,种照辉,周健,王常彬,李静. Journal of Central South University. 2017(02)
[6]特厚煤层区段防水煤柱稳定性评价及保护技术研究[J]. 何团,毛德兵,黄志增,孙晓冬,张学亮. 岩土力学. 2017(04)
[7]不同推进速度下煤岩体采动力学行为响应特征与控制[J]. 马海峰,李传明,李家卓,袁安营,刘万荣,朱传奇. 中国安全生产科学技术. 2016(12)
[8]加载速率对煤岩损伤及声发射特征影响的数值模拟研究[J]. 李小军,李回贵,袁瑞甫. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(06)
[9]高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度与控制技术[J]. 张广超,何富连,来永辉,宋佳伟,肖鹏. 煤炭学报. 2016(09)
[10]含水率对煤壁稳定影响的数值模拟研究[J]. 温乃宁,沈汉星. 煤炭技术. 2016(09)
博士论文
[1]煤岩蠕变损伤机理及工作面临空区段煤柱稳定性研究[D]. 黄鹏.中国矿业大学 2018
[2]高强度开采工作面矿压显现的推进速度效应分析[D]. 杨敬虎.中国矿业大学(北京) 2016
硕士论文
[1]官地矿3号煤层区段煤柱合理留设研究[D]. 霍永钊.河北工程大学 2017
[2]含水率影响成型煤样力学性质实验研究[D]. 徐永.华北科技学院 2016
[3]小纪汗煤矿含水煤层巷道变形机理研究[D]. 钱宏伟.中国矿业大学 2015
[4]基本顶断裂结构影响窄煤柱稳定性研究及工程应用[D]. 吴林梓.西安科技大学 2014
[5]东坡煤矿综放开采区段煤柱稳定性研究[D]. 郭鹏.西安科技大学 2015
[6]大倾角特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸优化与研究[D]. 王旭杰.太原理工大学 2013
[7]特厚硬煤层综放工作面护巷煤柱合理宽度研究[D]. 张永久.安徽理工大学 2012
[8]长壁综放工作面间隔煤柱稳定性研究[D]. 杨博.太原理工大学 2012
[9]长平矿大采高综采面合理区段煤柱尺寸研究[D]. 王亚东.辽宁工程技术大学 2012
[10]水压力作用下煤岩损伤弱化规律研究[D]. 郭海防.西安科技大学 2010
本文编号：3100818
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