本文選題：斷層 + 防水煤柱��； 參考：《北方工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：本論文工程背景為平朔煤炭工業(yè)公司安家?guī)X二號礦29213工作而,主采煤層為9#煤層,工作面受斷層影響斷層傾角75。,斷層落差約為70m,延伸850米。由于存在較大斷距,斷層下盤奧陶系含水層上移,接近上盤煤層。當(dāng)工作面推進時,受采動影響底板可能與斷層貫通形成突水通道,嚴(yán)重威脅采場的安全生產(chǎn)。本文通過對安家?guī)X二號井工礦29213工作面受斷層影響工作面正�；夭傻那闆r下,采用室內(nèi)試驗、理論分析和數(shù)值模擬等方法,對沿斷層走向工作面開采的礦壓顯現(xiàn)基本規(guī)律及突水情況進行預(yù)測和研究。 收集礦區(qū)地質(zhì)水文資料,通過室內(nèi)的巖石滲透性試驗,分析隔水層、含水層頂部巖體和斷裂帶巖石的滲透性和富水性。根據(jù)Mohr-Coulomb強度準(zhǔn)則、SMP強度準(zhǔn)則和Lade強度準(zhǔn)則進行防水煤柱的理論分析,分別建立煤柱留設(shè)合理寬度的力學(xué)公式,確定安全隔水煤柱寬度范圍為30-33m,該公式很好地驗證了斷層影響下工作面的穩(wěn)定性。在留設(shè)一定寬度煤柱的條件下,采用FLAC-3D數(shù)值模擬軟件,確立煤柱合理寬度為30米,分析應(yīng)力場和位移場的變化規(guī)律,確定煤壁前方塑性破壞區(qū)寬度15米,斷層活化位置與最大破壞深度還有15米的安全距離,很好的驗證了30米煤柱的合理性。 建立底板突水破壞的力學(xué)模型,當(dāng)留設(shè)30m煤柱時,計算工作面靠近斷層側(cè)的底板破壞深度為18m,遠小于高峰應(yīng)力傳播線交點與煤層的距離,所以底板裂隙帶與斷層還有一定距離,不會形成突水通道,與數(shù)值模擬分析結(jié)果一致。通過薄板模型分析工作面受采動影響下底板隔水層的極限水壓力變化規(guī)律,通過理論計算可以求的煤層推進至600米,底板的抵抗極限抗水壓力的變化規(guī)律,數(shù)值不斷趨近與1.7MPa左右,根據(jù)煤炭工業(yè)太原設(shè)計研宄院的勘測數(shù)據(jù),底板隔水層(本溪組底界)承受最大靜水壓力Pu,為1.329MPa,可見采場安全,為礦區(qū)安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
[Abstract]:The engineering background of this paper is 29213 working in Anjialing No. 2 Coal Mine of Pingshuo Coal Industry Company. The main coal seam is 9# coal seam, the face is affected by fault dip angle 75.The fault drop is about 70m, extending 850m. Due to the existence of large fault spacing, the Ordovician aquifer in the lower face of the fault moves up and approaches the upper coal seam. When the face is advancing, the water inrush passage may be formed between the floor and the fault under the influence of mining, which seriously threatens the safe production of the stope. In this paper, under the condition of normal mining under the influence of fault on 29213 face of Anjialing No. 2 well, laboratory test, theoretical analysis and numerical simulation are adopted. The basic law of rock pressure and water inrush in mining face along fault strike are predicted and studied. The geological and hydrological data of the mining area are collected, and the permeability and water enrichment of the rock in the water-isolated layer, the top rock of the aquifer and the rock in the fault zone are analyzed through the laboratory rock permeability test. According to Mohr-Coulomb strength criterion and Lade strength criterion, the theoretical analysis of waterproof coal pillar is carried out, and the mechanical formula of reasonable width of coal pillar is established respectively. The width range of the safe water-insulated coal pillar is determined to be 30-33m.The formula well verifies the stability of the working face under the influence of faults. Under the condition of keeping a certain width of coal pillar, the reasonable width of coal pillar is determined to be 30 meters by using FLAC-3D numerical simulation software. The variation law of stress field and displacement field is analyzed, and the width of plastic failure zone in front of coal wall is determined to be 15 meters. The safety distance between fault activation position and maximum failure depth is 15 meters, which verifies the rationality of 30 meters coal pillar. The mechanical model of water inrush failure of floor is established. When 30m coal pillar is set up, the failure depth of floor near the fault side is calculated to be 18m, which is far less than the distance between the intersection of peak stress propagation line and coal seam, so there is still some distance between the fracture zone of floor and fault. No water inrush is formed, which is consistent with the results of numerical simulation. Based on the thin plate model, the variation law of the limit water pressure of the floor diaphragm under the influence of mining movement is analyzed, and the change law of the ultimate water resistance pressure of the floor can be obtained by the theoretical calculation of the coal seam advancing to 600 meters, and the resistance of the floor to the limit water pressure. According to the survey data of Taiyuan Institute of Design and Research of Coal Industry, the bottom layer (bottom boundary of Benxi formation) bears the maximum hydrostatic pressure Pui, which is 1.329MPa. The safety of stope can be seen, which provides the theoretical basis for the safety of mining area.
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TD745

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本文編號：1866553