急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下断层诱冲规律研究
发布时间：2021-10-29 15:03
近年来,急倾斜厚煤层水平分段开采过程中冲击显现频发,发生地点均有断层等地质构造。但目前我国对急倾斜特厚煤层在回采时断层诱发冲击矿压的机理尚不明确,为此,论文采用理论分析、数值模拟、现场监测和防治相结合等手段,研究急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下断层的诱冲规律及防治技术。统计分析了急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下断层附近的强矿震及冲击特征。断层与煤层斜交时:工作面临近断层,矿震能量和频次急剧增加;当工作面通过断层,矿震能量和频次逐渐降低;断层与煤层平行时:矿震能量和频次变化较小。由此根据断层与急倾斜煤层的局部位置关系,将断层分为三大类:顶板侧平行煤层的断层、底板侧平行煤层的断层和斜交煤层的断层。理论分析了断层的动静载诱冲机理,在静载应力场下建立了断层滑移准则,得出当断层和煤层夹角a为35°时,静摩擦系数u静等于0,断层最容易滑移。从动载角度分析建立了顶板失稳模型,总结出当断层与煤层夹角小于90°时顶板更容易失稳;当断层与煤层夹角大于90°时,顶板更为稳定。数值模拟研究了急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下三种类型断层的诱冲规律。顶板侧平行煤层的断层:距煤层5m位置断层不...
【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】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5521-20工作面剖面图（a）5521-20工作面
2.3 冲击矿压显现特征（Characteristic of Rockburst）2016 年 3 月 24 日凌晨 1 点 50 分，5521-20 工作面发生一起严重的冲击矿压导致工作面支架大面积损坏。5521-20 工作面进、回风巷道均布置在煤层中，全支护，其中金属网规格为 35×35mm，锚杆间距 0.9m，排距 0.8m。事故发生后，710m 进风巷没有出现支护损坏、巷道变形情况，只是在底板上震落了大量的煤厚处达 1cm 左右。回风巷超前 12m 范围巷高 2.2m,巷宽 1.8～2.2m ，基本没有变端头支架区域顶板变化不大，支护基本完好，但底板从推移座前 3m 开始逐渐到端头架前底座相交处隆起高度已达 1.5m，并一直延续到后四连杆底座。端头支根立柱的 4 根中立柱和 4 根后立柱全部折断失效、4 根前立柱向后倾斜，有效空狭小。工作面 1～28#支架立柱全部折断损坏，底板隆起 1.3～1.5m 左右，损坏的管线及煤块致使空间变得非常狭小，其中 1～16#支架区域人员无法通过，17～2人员沿前部刮板输送机溜槽勉强通过， 29～31 架（施工巷口）支架基本完好， 3支架底板开始隆起，支架立柱全部折损 ，38～43#支架基本完好。现场矿压显现如和图 2-3 所示。
根立柱的 4 根中立柱和 4 根后立柱全部折断失效、4 根前立柱向后倾斜，有效空狭小。工作面 1～28#支架立柱全部折断损坏，底板隆起 1.3～1.5m 左右，损坏管线及煤块致使空间变得非常狭小，其中 1～16#支架区域人员无法通过，17～人员沿前部刮板输送机溜槽勉强通过， 29～31 架（施工巷口）支架基本完好，支架底板开始隆起，支架立柱全部折损 ，38～43#支架基本完好。现场矿压显现如和图 2-3 所示。图 2-2 工作面支架损坏情况Figure 2-2 The support damage of workingface
【参考文献】：
期刊论文
[1]急倾斜坚硬顶板工作面超深孔预裂爆破技术研究[J]. 张军辉,刘洪林,管伟明. 煤炭工程. 2018(05)
[2]CG1306工作面过断层回采时冲击危险分析及防治[J]. 李皎. 现代矿业. 2018(02)
[3]乌东煤矿南区急倾斜特厚煤层冲击地压发生机理与防治研究[J]. 刘旭东. 煤炭工程. 2016(01)
[4]我国煤矿冲击地压的研究现状:机制、预警与控制[J]. 姜耀东,赵毅鑫. 岩石力学与工程学报. 2015(11)
[5]我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治[J]. 姜耀东,潘一山,姜福兴,窦林名,鞠杨. 煤炭学报. 2014(02)
[6]深部厚煤层断层煤柱型冲击矿压机制研究[J]. 李振雷,窦林名,蔡武,何江,王桂峰,刘军,韩荣军. 岩石力学与工程学报. 2013(02)
[7]采动影响下断层活化规律的数值模拟研究[J]. 姜耀东,王涛,赵毅鑫,王辰. 中国矿业大学学报. 2013(01)
[8]煤层冲击倾向性评价损伤指标[J]. 姚精明,闫永业,李生舟,姚俊伟,王雄. 煤炭学报. 2011(S2)
[9]基于损伤统计本构模型的煤层冲击倾向性研究[J]. 蔡武,窦林名,韩荣军,张国华,李许伟. 煤炭学报. 2011(S2)
[10]采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理[J]. 李志华,窦林名,曹安业,范军,牟宗龙. 煤炭学报. 2011(S1)
博士论文
[1]大倾角煤层长壁开采覆岩结构及其稳定性研究[D]. 解盘石.西安科技大学 2011
[2]中部地区能源产业发展研究[D]. 任静.武汉大学 2011
[3]急倾斜特厚煤层水平分层开采巷道冲击地压成因与防治技术研究[D]. 鞠文君.北京交通大学 2009
[4]采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理研究[D]. 李志华.中国矿业大学 2009
[5]急倾斜煤层采动覆岩移动模式及机理研究[D]. 杨帆.辽宁工程技术大学 2006
[6]冲击地压发生和破坏过程研究[D]. 潘一山.清华大学 1999
硕士论文
[1]厚硬顶板特厚煤层孤岛煤柱应力集中程度及错层防冲研究[D]. 陈建君.中国矿业大学 2016
本文编号：3464881
【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】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
5521-20工作面剖面图（a）5521-20工作面
2.3 冲击矿压显现特征（Characteristic of Rockburst）2016 年 3 月 24 日凌晨 1 点 50 分，5521-20 工作面发生一起严重的冲击矿压导致工作面支架大面积损坏。5521-20 工作面进、回风巷道均布置在煤层中，全支护，其中金属网规格为 35×35mm，锚杆间距 0.9m，排距 0.8m。事故发生后，710m 进风巷没有出现支护损坏、巷道变形情况，只是在底板上震落了大量的煤厚处达 1cm 左右。回风巷超前 12m 范围巷高 2.2m,巷宽 1.8～2.2m ，基本没有变端头支架区域顶板变化不大，支护基本完好，但底板从推移座前 3m 开始逐渐到端头架前底座相交处隆起高度已达 1.5m，并一直延续到后四连杆底座。端头支根立柱的 4 根中立柱和 4 根后立柱全部折断失效、4 根前立柱向后倾斜，有效空狭小。工作面 1～28#支架立柱全部折断损坏，底板隆起 1.3～1.5m 左右，损坏的管线及煤块致使空间变得非常狭小，其中 1～16#支架区域人员无法通过，17～2人员沿前部刮板输送机溜槽勉强通过， 29～31 架（施工巷口）支架基本完好， 3支架底板开始隆起，支架立柱全部折损 ，38～43#支架基本完好。现场矿压显现如和图 2-3 所示。
根立柱的 4 根中立柱和 4 根后立柱全部折断失效、4 根前立柱向后倾斜，有效空狭小。工作面 1～28#支架立柱全部折断损坏，底板隆起 1.3～1.5m 左右，损坏管线及煤块致使空间变得非常狭小，其中 1～16#支架区域人员无法通过，17～人员沿前部刮板输送机溜槽勉强通过， 29～31 架（施工巷口）支架基本完好，支架底板开始隆起，支架立柱全部折损 ，38～43#支架基本完好。现场矿压显现如和图 2-3 所示。图 2-2 工作面支架损坏情况Figure 2-2 The support damage of workingface
【参考文献】：
期刊论文
[1]急倾斜坚硬顶板工作面超深孔预裂爆破技术研究[J]. 张军辉,刘洪林,管伟明. 煤炭工程. 2018(05)
[2]CG1306工作面过断层回采时冲击危险分析及防治[J]. 李皎. 现代矿业. 2018(02)
[3]乌东煤矿南区急倾斜特厚煤层冲击地压发生机理与防治研究[J]. 刘旭东. 煤炭工程. 2016(01)
[4]我国煤矿冲击地压的研究现状:机制、预警与控制[J]. 姜耀东,赵毅鑫. 岩石力学与工程学报. 2015(11)
[5]我国煤炭开采中的冲击地压机理和防治[J]. 姜耀东,潘一山,姜福兴,窦林名,鞠杨. 煤炭学报. 2014(02)
[6]深部厚煤层断层煤柱型冲击矿压机制研究[J]. 李振雷,窦林名,蔡武,何江,王桂峰,刘军,韩荣军. 岩石力学与工程学报. 2013(02)
[7]采动影响下断层活化规律的数值模拟研究[J]. 姜耀东,王涛,赵毅鑫,王辰. 中国矿业大学学报. 2013(01)
[8]煤层冲击倾向性评价损伤指标[J]. 姚精明,闫永业,李生舟,姚俊伟,王雄. 煤炭学报. 2011(S2)
[9]基于损伤统计本构模型的煤层冲击倾向性研究[J]. 蔡武,窦林名,韩荣军,张国华,李许伟. 煤炭学报. 2011(S2)
[10]采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理[J]. 李志华,窦林名,曹安业,范军,牟宗龙. 煤炭学报. 2011(S1)
博士论文
[1]大倾角煤层长壁开采覆岩结构及其稳定性研究[D]. 解盘石.西安科技大学 2011
[2]中部地区能源产业发展研究[D]. 任静.武汉大学 2011
[3]急倾斜特厚煤层水平分层开采巷道冲击地压成因与防治技术研究[D]. 鞠文君.北京交通大学 2009
[4]采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理研究[D]. 李志华.中国矿业大学 2009
[5]急倾斜煤层采动覆岩移动模式及机理研究[D]. 杨帆.辽宁工程技术大学 2006
[6]冲击地压发生和破坏过程研究[D]. 潘一山.清华大学 1999
硕士论文
[1]厚硬顶板特厚煤层孤岛煤柱应力集中程度及错层防冲研究[D]. 陈建君.中国矿业大学 2016
本文编号：3464881
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3464881.html
