布尔台煤矿高位厚硬岩层致灾机理与防治技术研究
发布时间：2021-07-29 11:51
我国经济快速发展对煤炭资源的巨大消耗要求煤炭行业高效高产,诸多矿区已向深部开发开采。开采深部资源时累计采高引起的覆岩破坏范围较大,覆岩运动影响矿压的作用机制变得更加复杂。仅研究距离煤层较近的关键层已经无法清楚解释矿压显现规律,也无法找到根本性防控措施。因此,研究高位厚硬岩层的破断特征和运动规律已成必然趋势。论文针对神东矿区布尔台煤矿工作面回采过程中规律性出现的强矿压显现和顶板灾害,通过现场实测、理论分析、物理模拟、数值模拟、现场试验的手段研究了高位厚硬岩层破断回转致灾机理和采场围岩控制技术,并在现场开展了工业性试验。结果表明,工作面的矿压显现剧烈程度表现出大、小周期变化的规律,这是覆岩中的高位厚硬岩层周期破断导致的。高位厚硬岩层的初次破断和周期破断块体均破断为“梯形板”和“弧形三角板”,其破断步距基本相等。大空间上高位厚硬岩层破断块体的回转失稳是导致工作面强矿压的根本原因。相较于低位关键层,高位厚硬岩层破断步距更长,作用范围更广,其周期破断将带动低位岩层提前破断和整体覆岩同步运动,从而导致工作面强矿压。本文研究得到:弱化覆岩中厚硬岩层力学特性能够有效控制强矿压,且同时致裂高位、顶板厚硬...
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
强矿压现象
2工作面强矿压监测与规律分析13图2-442107工作面开采布局Figure2-4MininglayoutofNo.42107WorkingFace结合工作面内地质钻孔E14、E19、E14、E26、E30、E39、B128、E51、E60的柱状图，在纵轴上分别标记关键层的厚度和埋深，连线绘成工作面覆岩沿走向剖面图，如图2-5所示。在42107工作面回采初期，关键层较厚，层数多，埋深大；而在末采阶段关键层较薄，层数少，埋深浅。所以如果关键层参与作用采场强矿压，回采初期矿压显现应更为剧烈，回采末期应较为缓和。从覆岩判别结果中可以看出，覆岩中关键层厚度总和占比达到整体覆岩的40%以上，必须确定覆岩破坏高度才能判定哪层关键层受采动影响破断，从而为下文的物理模拟实验和数值模拟提供理论指导，利于准确地研究强矿压发生机理和给出防治方案。
硕士学位论文14图2-542107工作面覆岩走向剖面图Figure2-5StrikeprofileofoverburdenstrataaboveNo.42107WorkingFace
【参考文献】：
期刊论文
[1]采场顶板关键层“横U-Y”型周期破断特征的试验研究[J]. 朱卫兵,于斌,鞠金峰,刘文兵,齐祥瑞. 煤炭科学技术. 2020(02)
[2]Mechanism of rock burst caused by fracture of key strata during irregular working face mining and its prevention methods[J]. Zengqiang Yang,Chang Liu,Hengzhong Zhu,Fuxing Xie,Linming Dou,Jianhang Chen. International Journal of Mining Science and Technology. 2019(06)
[3]特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理[J]. 于斌,朱卫兵,李竹,高瑞,刘锦荣. 煤炭学报. 2018(09)
[4]大同矿区双系煤层开采远近场协同控顶机理与技术[J]. 于斌,杨敬轩,高瑞. 中国矿业大学学报. 2018(03)
[5]大空间远近场结构失稳矿压作用与控制技术[J]. 于斌,高瑞,孟祥斌,匡铁军. 岩石力学与工程学报. 2018(05)
[6]大空间采场远场关键层破断形式及其对矿压显现的影响[J]. 朱卫兵,于斌. 煤炭科学技术. 2018(01)
[7]Longwall surface subsidence control by technology of isolated overburden grout injection[J]. Xuan Dayang,Xu Jialin. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(05)
[8]煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验[J]. 石欣雨,文国军,白江浩,许新建. 煤炭学报. 2016(05)
[9]特厚煤层综放开采大空间采场覆岩结构及作用机制[J]. 于斌,朱卫兵,高瑞,刘锦荣. 煤炭学报. 2016(03)
[10]水力压裂-水力割缝联合增透技术应用[J]. 李宗福,孙大发,陈久福,雷洪波,肖宋强. 煤炭科学技术. 2015(10)
博士论文
[1]关键层结构回转速度力学模型及其应用研究[D]. 李竹.中国矿业大学 2018
[2]远场坚硬岩层破断失稳的矿压作用机理及地面压裂控制研究[D]. 高瑞.中国矿业大学 2018
[3]煤层水力压裂裂缝扩展规律及瓦斯抽采钻孔优化研究[D]. 康向涛.重庆大学 2014
[4]煤岩体水力压裂裂缝扩展及对瓦斯运移影响研究[D]. 袁志刚.重庆大学 2014
[5]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
[6]松散承压含水层下采煤压架突水灾害发生条件及防治研究[D]. 王晓振.中国矿业大学 2012
[7]浅埋近距离煤层重复采动关键层结构失稳机理研究[D]. 朱卫兵.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]特厚煤层综放开采关键层运移规律的实验研究及应用[D]. 齐祥瑞.中国矿业大学 2019
本文编号：3309271
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
强矿压现象
2工作面强矿压监测与规律分析13图2-442107工作面开采布局Figure2-4MininglayoutofNo.42107WorkingFace结合工作面内地质钻孔E14、E19、E14、E26、E30、E39、B128、E51、E60的柱状图，在纵轴上分别标记关键层的厚度和埋深，连线绘成工作面覆岩沿走向剖面图，如图2-5所示。在42107工作面回采初期，关键层较厚，层数多，埋深大；而在末采阶段关键层较薄，层数少，埋深浅。所以如果关键层参与作用采场强矿压，回采初期矿压显现应更为剧烈，回采末期应较为缓和。从覆岩判别结果中可以看出，覆岩中关键层厚度总和占比达到整体覆岩的40%以上，必须确定覆岩破坏高度才能判定哪层关键层受采动影响破断，从而为下文的物理模拟实验和数值模拟提供理论指导，利于准确地研究强矿压发生机理和给出防治方案。
硕士学位论文14图2-542107工作面覆岩走向剖面图Figure2-5StrikeprofileofoverburdenstrataaboveNo.42107WorkingFace
【参考文献】：
期刊论文
[1]采场顶板关键层“横U-Y”型周期破断特征的试验研究[J]. 朱卫兵,于斌,鞠金峰,刘文兵,齐祥瑞. 煤炭科学技术. 2020(02)
[2]Mechanism of rock burst caused by fracture of key strata during irregular working face mining and its prevention methods[J]. Zengqiang Yang,Chang Liu,Hengzhong Zhu,Fuxing Xie,Linming Dou,Jianhang Chen. International Journal of Mining Science and Technology. 2019(06)
[3]特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理[J]. 于斌,朱卫兵,李竹,高瑞,刘锦荣. 煤炭学报. 2018(09)
[4]大同矿区双系煤层开采远近场协同控顶机理与技术[J]. 于斌,杨敬轩,高瑞. 中国矿业大学学报. 2018(03)
[5]大空间远近场结构失稳矿压作用与控制技术[J]. 于斌,高瑞,孟祥斌,匡铁军. 岩石力学与工程学报. 2018(05)
[6]大空间采场远场关键层破断形式及其对矿压显现的影响[J]. 朱卫兵,于斌. 煤炭科学技术. 2018(01)
[7]Longwall surface subsidence control by technology of isolated overburden grout injection[J]. Xuan Dayang,Xu Jialin. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(05)
[8]煤岩水力压裂裂缝扩展物理模拟实验[J]. 石欣雨,文国军,白江浩,许新建. 煤炭学报. 2016(05)
[9]特厚煤层综放开采大空间采场覆岩结构及作用机制[J]. 于斌,朱卫兵,高瑞,刘锦荣. 煤炭学报. 2016(03)
[10]水力压裂-水力割缝联合增透技术应用[J]. 李宗福,孙大发,陈久福,雷洪波,肖宋强. 煤炭科学技术. 2015(10)
博士论文
[1]关键层结构回转速度力学模型及其应用研究[D]. 李竹.中国矿业大学 2018
[2]远场坚硬岩层破断失稳的矿压作用机理及地面压裂控制研究[D]. 高瑞.中国矿业大学 2018
[3]煤层水力压裂裂缝扩展规律及瓦斯抽采钻孔优化研究[D]. 康向涛.重庆大学 2014
[4]煤岩体水力压裂裂缝扩展及对瓦斯运移影响研究[D]. 袁志刚.重庆大学 2014
[5]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
[6]松散承压含水层下采煤压架突水灾害发生条件及防治研究[D]. 王晓振.中国矿业大学 2012
[7]浅埋近距离煤层重复采动关键层结构失稳机理研究[D]. 朱卫兵.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]特厚煤层综放开采关键层运移规律的实验研究及应用[D]. 齐祥瑞.中国矿业大学 2019
本文编号：3309271
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