【摘要】：開灤東歡坨煤礦南一采區(qū)9號煤層為自燃煤層,在2394工作面巷道掘進(jìn)過程中出現(xiàn)裂隙以及變形破壞等問題并且發(fā)現(xiàn)煤柱內(nèi)高溫氧化產(chǎn)生了大量CO,嚴(yán)重影響了煤礦的安全生產(chǎn)。但是由于煤柱火災(zāi)具有一定地隱蔽性,其位置通常很難被發(fā)現(xiàn),給治理帶來了一定的困難。因此,本論文針對東歡坨煤礦特點(diǎn),探究回采巷道煤柱隱蔽火災(zāi)發(fā)生的原因,對防治煤柱火災(zāi)、保障礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。針對東歡坨煤礦現(xiàn)場實(shí)際情況,采用理論分析、數(shù)值模擬、相似材料模擬實(shí)驗(yàn)就采區(qū)12_(-1)煤層2322工作面進(jìn)行回采期間對斜上方9煤層2394工作面巷道煤柱裂隙的發(fā)育過程及變形破壞展開對煤柱自燃地深入研究。通過建立以東歡坨2394工作面回采巷道煤柱為研究對象的數(shù)值模擬模型,分析了2322工作面開采的過程中斜上方2394工作面回采巷道煤柱的應(yīng)力場與位移場變化特征,同時(shí)對兩煤層時(shí)空關(guān)系進(jìn)行了分析計(jì)算得出2322工作面開采冒落帶與裂隙帶高度以及下山邊界所影響的范圍,研究表明在下煤層2322工作面開采過程中會(huì)對2394工作面回采巷道煤柱形成明顯的拉張區(qū),導(dǎo)致上煤層煤柱裂隙發(fā)育以及變形破壞。運(yùn)用相似材料模擬實(shí)驗(yàn)分析了東歡坨煤礦12_(-1)煤層2322工作面回采過程中對其斜上方2394工作面回采巷道煤柱造成的影響,研究結(jié)果表明受采動(dòng)影響頂板巖層的大面積斷裂下沉,其垮落帶和裂隙帶對斜上方的煤柱產(chǎn)生了影響,改變了煤柱的受力狀態(tài),導(dǎo)致煤柱裂隙發(fā)育并伴有向內(nèi)部擴(kuò)張的趨勢。綜合相似材料模擬實(shí)驗(yàn)與FLAC3D數(shù)值模擬以及現(xiàn)場實(shí)際情況結(jié)果表明:在采動(dòng)影響下煤柱發(fā)生變形破壞并且伴有大量的裂隙產(chǎn)生,由于井下氧氣不斷地滲透進(jìn)裂隙中,為煤柱自燃提供了前提條件。最后從東歡坨煤礦2394工作面巷道煤柱具有隱蔽火災(zāi)實(shí)例中,采取淺部注水與噴漿等措施取得了不錯(cuò)得效果,使CO得到有效的控制,保障了礦井的安全生產(chǎn)。該研究成果為礦井類似情況提供了理論參考,對礦井類似隱蔽火災(zāi)的防治工作具有一定指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖 2-1 覆巖移動(dòng)變形特點(diǎn)Figure 2-1 Overburden deformation characteristics巖層移動(dòng)規(guī)律[70]可知，沿煤層傾向可分為下山邊界影響響區(qū)，由于我們研究的是煤柱裂隙發(fā)育情況所以只考慮下示。沿煤層傾斜方向下山邊界影響區(qū)用 L 表示，則：L = H cot (β + α) 兩煤層平均間距；表示下山邊界角；表示煤層傾角。物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》[6數(shù)得到β為 51°，α取 22°，平均間距 H 為 25m，經(jīng)計(jì)算公式得到的結(jié)果多少與實(shí)際會(huì)有誤差。綜上所述下部 1294 工作面巷道煤柱裂隙的產(chǎn)生造成一定的影響。情況

圖 3-1 四面體單元Figure 3-1 Tetrahedron Unit限差分形式 個(gè)節(jié)點(diǎn)，面 n 在節(jié)點(diǎn) n 所對應(yīng)的面。通i ,j i jV Sv dV v n ds 們把四面體上的體積分與四個(gè)面上的面4( )( ) ( ),1ff fi j i jfVv v n S iv 指的是變量iv的平均值，，我們通常認(rèn)：4( )1flv v
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD752

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本文編號：2643263