陕蒙接壤矿区深部富水工作面冲击地压机理与防治研究
发布时间：2023-08-13 18:51
针对陕蒙接壤矿区深部富水工作面过富水区时矿压显现强烈和末采阶段回撤通道易出现底鼓、冒顶、片帮、压架和冲击等现象,采用案例调研、理论分析、力学实验、数值分析、工程类比、现场实测等方法,研究了陕蒙接壤矿区深部富水工作面冲击地压发生机理与防治技术,并在石拉乌素煤矿2-2上201A工作面进行应用,得到以下主要结论:(1)基于微震实测数据确定岩层断裂角、触矸角和破裂范围,结合非充分采动条件下工作面支承压力估算模型,揭示了非充分采动下陕蒙接壤矿区深部工作面支承压力分布规律。为研究工作面冲击地压发生机理、确定超前支护范围和主回撤通道的位置提供理论依据。(2)研究了顶板水运动规律,顶板疏水对富水区岩层物理力学性质的影响,富水区岩层损伤对原岩应力分布的影响,以及富水区疏水过程中富水区岩层和煤层应力的演化规律,揭示了陕蒙接壤矿区深部富水工作面顶板疏水诱发冲击地压机理。疏水引起富水区岩层物理力学性质不均质损伤导致煤层局部应力集中,当该集中应力与其它应力(自重应力、支承压力等)叠加总和超过发生冲击临界值时,易诱发冲击。(3)提出了基于应力叠加深部富水工作面冲击地压危险性预测方法。建立诱发冲击地压因素应力增量函...
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
2.1 课题来源、研究背景及意义
2.1.1 课题来源
2.1.2 研究背景
2.1.3 论文研究意义
2.2 国内外研究现状
2.2.1 冲击地压发生机理研究现状
2.2.2 冲击地压危险性评价方法研究现状
2.2.3 冲击地压防治技术研究现状
2.2.4 顶板水与冲击地压的关系研究现状
2.2.5 重型综采工作面快速回撤方法研究现状
2.3 主要存在及亟待解决的问题
2.4 课题研究内容及技术路线
2.4.1 主要研究内容
2.4.2 技术路线
3 陕蒙接壤矿区深部富水工作面顶板疏水诱发冲击地压机理
3.1 陕蒙接壤矿区深部工作面支承压力估算
3.1.1 陕蒙接壤矿区深部矿井地层特征
3.1.2 陕蒙接壤矿区深部工作面支承压力估算模型
3.1.3 估算实例
3.2 顶板疏水对原岩应力分布的影响
3.2.1 疏水过程中富水工作面顶板水的运动规律
3.2.2 富水区疏水对富水区岩层物理力学性质损伤的影响
3.2.3 富水区岩层损伤对富水区岩层和煤层应力分布的影响
3.2.4 富水区疏水过程中富水区岩层和煤层应力演化规律
3.3 深部富水掘进工作面顶板疏水诱发冲击地压机理
3.3.1 顶板疏水过程中掘进工作面的应力演化规律
3.3.2 顶板疏水诱发掘进工作面冲击地压机理
3.4 深部富水回采工作面顶板疏水诱发冲击地压机理
3.4.1 过富水区时回采工作面应力演化规律数值分析
3.4.2 顶板疏水诱发回采工作面冲击地压机理
3.4.3 工程案例
3.5 本章小结
4 基于应力叠加深部富水工作面冲击地压危险性预测方法
4.1 基于应力叠加冲击地压危险性预测方法的基本思路与流程
4.1.1 基于应力叠加冲击地压危险性预测方法的基本思路
4.1.2 基于应力叠加冲击地压危险性预测方法的流程
4.2 诱发冲击地压因素应力增量函数估算方法
4.2.1 自重应力函数
4.2.2 诱发冲击地压因素应力增量函数估算模型
4.2.3 诱发冲击地压因素应力增量函数的估算
4.2.4 冲击地压危险性临界指标
4.3 基于应力叠加深部富水工作面冲击地压危险性预测方法应用
4.3.1 2-2上201工作面概况
4.3.2 2-2上201工作面应力增量函数估算
4.3.3 2-2上201工作面冲击地压危险区域划分
4.4 冲击地压危险性预测方法对比
4.4.1 综合指数法预测2-2上201工作面冲击地压危险性
4.4.2 可能性指数法预测2-2上201工作面冲击地压危险性
4.4.3 工作面冲击地压危险性预测结果对比分析
4.5 现场矿压显现
4.6 本章小节
5 基于防冲陕蒙接壤矿区深部重型综采面快速回撤方法
5.1 引言
5.2 重型综采工作面单(双)快速回撤工程案例分析
5.3 陕蒙接壤矿区单(双)通道快速回撤方法的临界深度研究
5.3.1 数值计算模型的建立与开采方案
5.3.2 不同采深下主回撤通道围岩应力和围岩变形规律
5.3.3 基于防冲单(双)通道快速回撤方法临界深度研究
5.3.4 基于围岩可控单(双)通道快速回撤方法临界深度研究
5.4 基于防冲深部重型综采面长距离多联巷快速回撤方法
5.4.1 长距离多联巷快速回撤方法
5.4.2 基于防冲主回撤通道与停采线距离l的确定
5.4.3 基于防冲联络巷间距d的确定
5.4.4 联络巷支护与防冲
5.5 基于防冲深部重型综采面长距离多联巷快速回撤方法的应用
5.5.1 工程概况
5.5.2 长距离多联巷相关参数确定及系统形成
5.5.3 主回撤通道与联络巷的冲击地压防治
5.5.4 现场矿压显现与经济效益
5.6 本章小节
6 陕蒙接壤矿区深部富水工作面冲击地压防治对策与应用
6.1 陕蒙接壤矿区深部富水工作面冲击地压防治对策
6.1.1 疏水孔设计优化
6.1.2 合理推采速度的确定
6.1.3 大直径钻孔卸压参数的确定
6.1.4 合理选择巷道位置
6.1.5 加强巷道支护
6.2 陕蒙接壤矿区深部富水2-2上201A工作面冲击地压防治应用
6.2.1 2-2上201A工作面概况
6.2.2 掘进期间工作面冲击地压防治应用
6.2.3 回采期间工作面冲击地压防治应用
6.2.4 末采期间工作面冲击地压防治应用
6.3 本章小结
7 结论
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 不足与展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3841747
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【学位级别】：博士
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致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
2.1 课题来源、研究背景及意义
2.1.1 课题来源
2.1.2 研究背景
2.1.3 论文研究意义
2.2 国内外研究现状
2.2.1 冲击地压发生机理研究现状
2.2.2 冲击地压危险性评价方法研究现状
2.2.3 冲击地压防治技术研究现状
2.2.4 顶板水与冲击地压的关系研究现状
2.2.5 重型综采工作面快速回撤方法研究现状
2.3 主要存在及亟待解决的问题
2.4 课题研究内容及技术路线
2.4.1 主要研究内容
2.4.2 技术路线
3 陕蒙接壤矿区深部富水工作面顶板疏水诱发冲击地压机理
3.1 陕蒙接壤矿区深部工作面支承压力估算
3.1.1 陕蒙接壤矿区深部矿井地层特征
3.1.2 陕蒙接壤矿区深部工作面支承压力估算模型
3.1.3 估算实例
3.2 顶板疏水对原岩应力分布的影响
3.2.1 疏水过程中富水工作面顶板水的运动规律
3.2.2 富水区疏水对富水区岩层物理力学性质损伤的影响
3.2.3 富水区岩层损伤对富水区岩层和煤层应力分布的影响
3.2.4 富水区疏水过程中富水区岩层和煤层应力演化规律
3.3 深部富水掘进工作面顶板疏水诱发冲击地压机理
3.3.1 顶板疏水过程中掘进工作面的应力演化规律
3.3.2 顶板疏水诱发掘进工作面冲击地压机理
3.4 深部富水回采工作面顶板疏水诱发冲击地压机理
3.4.1 过富水区时回采工作面应力演化规律数值分析
3.4.2 顶板疏水诱发回采工作面冲击地压机理
3.4.3 工程案例
3.5 本章小结
4 基于应力叠加深部富水工作面冲击地压危险性预测方法
4.1 基于应力叠加冲击地压危险性预测方法的基本思路与流程
4.1.1 基于应力叠加冲击地压危险性预测方法的基本思路
4.1.2 基于应力叠加冲击地压危险性预测方法的流程
4.2 诱发冲击地压因素应力增量函数估算方法
4.2.1 自重应力函数
4.2.2 诱发冲击地压因素应力增量函数估算模型
4.2.3 诱发冲击地压因素应力增量函数的估算
4.2.4 冲击地压危险性临界指标
4.3 基于应力叠加深部富水工作面冲击地压危险性预测方法应用
4.3.1 2-2上201工作面概况
4.3.2 2-2上201工作面应力增量函数估算
4.3.3 2-2上201工作面冲击地压危险区域划分
4.4 冲击地压危险性预测方法对比
4.4.1 综合指数法预测2-2上201工作面冲击地压危险性
4.4.2 可能性指数法预测2-2上201工作面冲击地压危险性
4.4.3 工作面冲击地压危险性预测结果对比分析
4.5 现场矿压显现
4.6 本章小节
5 基于防冲陕蒙接壤矿区深部重型综采面快速回撤方法
5.1 引言
5.2 重型综采工作面单(双)快速回撤工程案例分析
5.3 陕蒙接壤矿区单(双)通道快速回撤方法的临界深度研究
5.3.1 数值计算模型的建立与开采方案
5.3.2 不同采深下主回撤通道围岩应力和围岩变形规律
5.3.3 基于防冲单(双)通道快速回撤方法临界深度研究
5.3.4 基于围岩可控单(双)通道快速回撤方法临界深度研究
5.4 基于防冲深部重型综采面长距离多联巷快速回撤方法
5.4.1 长距离多联巷快速回撤方法
5.4.2 基于防冲主回撤通道与停采线距离l的确定
5.4.3 基于防冲联络巷间距d的确定
5.4.4 联络巷支护与防冲
5.5 基于防冲深部重型综采面长距离多联巷快速回撤方法的应用
5.5.1 工程概况
5.5.2 长距离多联巷相关参数确定及系统形成
5.5.3 主回撤通道与联络巷的冲击地压防治
5.5.4 现场矿压显现与经济效益
5.6 本章小节
6 陕蒙接壤矿区深部富水工作面冲击地压防治对策与应用
6.1 陕蒙接壤矿区深部富水工作面冲击地压防治对策
6.1.1 疏水孔设计优化
6.1.2 合理推采速度的确定
6.1.3 大直径钻孔卸压参数的确定
6.1.4 合理选择巷道位置
6.1.5 加强巷道支护
6.2 陕蒙接壤矿区深部富水2-2上201A工作面冲击地压防治应用
6.2.1 2-2上201A工作面概况
6.2.2 掘进期间工作面冲击地压防治应用
6.2.3 回采期间工作面冲击地压防治应用
6.2.4 末采期间工作面冲击地压防治应用
6.3 本章小结
7 结论
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 不足与展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3841747
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