本文以霍州煤電集團有限責(zé)任公司李雅莊煤礦為研究對象，針對其2號煤層存在的高瓦斯、高應(yīng)力條件，采用理論分析、現(xiàn)場測定、實驗室測試和數(shù)值模擬等方法，開展了下保護層開采卸壓保護范圍及可行性研究工作。保護層開采就是通過對保護層的開采使被保護層卸壓，釋放煤層的彈性潛能，增大煤層的透氣性，從而有利于被保護層瓦斯流動、解吸和含量減少，達到降低煤層瓦斯內(nèi)能的目的。為了分析下保護層開采的卸壓保護范圍，并確定其可行性，研究了下保護層開采過程中被保護層應(yīng)力和變形分布規(guī)律：被保護煤層的應(yīng)力分布沿走向方向從開切眼到停采線依次經(jīng)歷應(yīng)力集中區(qū)、應(yīng)力卸壓區(qū)和應(yīng)力集中區(qū)等三個階段，沿傾斜方向從上巷到下巷也依次經(jīng)歷上述三個階段，但較前者分布不夠均勻；被保護煤層變形沿走向和傾向均呈現(xiàn)壓縮、膨脹、壓縮的變化規(guī)律，最大膨脹變形出現(xiàn)在采空區(qū)中上部；確定了下保護層開采后被保護層走向、傾向保護范圍；研究了6號煤層作為下保護層開采時底板承壓水的運移規(guī)律：在防水煤柱留設(shè)寬度分別為20m、40m、60m、80m、100m、120m、140m、160m時，均有可能在工作面切眼、停采線處煤壁以及底板巖層等部位發(fā)生突水；利用有效隔水層突水系數(shù)法... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 研究背景與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題
        1.2.1 保護層開采研究現(xiàn)狀
        1.2.2 底板突水機理研究現(xiàn)狀
        1.2.3 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容與研究方法
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
    1.4 研究特色及研究技術(shù)路線
        1.4.1 研究特色
        1.4.2 研究技術(shù)路線
2 工程概況
    2.1 礦井概況
        2.1.1 基本情況
        2.1.2 地質(zhì)構(gòu)造
        2.1.3 水文地質(zhì)條件
    2.2 下保護層開采條件
        2.2.1 保護層和被保護層主要特征
        2.2.2 保護層和被保護層瓦斯參數(shù)情況
        2.2.3 下保護層開采最小層間距
    2.3 本章小結(jié)
3 巖石力學(xué)參數(shù)測試
    3.1 巖石力學(xué)參數(shù)測定概述
    3.2 采樣地點
    3.3 試驗設(shè)備和檢測儀器
    3.4 巖石試樣的規(guī)格、加工精度、數(shù)量及含水狀態(tài)
        3.4.1 試樣規(guī)格
        3.4.2 試樣加工精度
        3.4.3 試樣數(shù)量及含水狀態(tài)
    3.5 巖石物理力學(xué)參數(shù)測定方法和測定結(jié)果
        3.5.1 巖石視密度測定
        3.5.2 巖石抗拉強度測定
        3.5.3 巖石抗壓強度及變形參數(shù)測定
        3.5.4 巖石內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角測定
    3.6 巖石物理力學(xué)參數(shù)測定結(jié)果匯總
    3.7 本章小結(jié)
4 下保護層開采卸壓保護范圍數(shù)值模擬
    4.1 保護層開采相關(guān)機理
        4.1.1 保護層開采卸壓保護原理
        4.1.2 保護層開采保護范圍判定準則
    4.2 數(shù)值模擬軟件介紹
        4.2.1 數(shù)值分析基本方法
        4.2.2 數(shù)值模擬計算原理
    4.3 三維數(shù)值模型的建立及物理力學(xué)參數(shù)取值
        4.3.1 三維數(shù)值模型的建立
        4.3.2 煤巖體物理力學(xué)參數(shù)取值
        4.3.3 開采方案及防水煤柱設(shè)置
    4.4 采區(qū)地應(yīng)力場初始化
    4.5 回采工作面卸壓效果分析
        4.5.1 被保護層應(yīng)力分布規(guī)律分析
        4.5.2 被保護層變形規(guī)律分析
    4.6 下保護層開采有效卸壓保護范圍的確定
        4.6.1 沿走向方向的保護范圍
        4.6.2 沿傾斜方向的保護范圍
    4.7 本章小結(jié)
5 下保護層開采可行性分析
    5.1 底板突水類型及其機理
    5.2 底板承壓水運移規(guī)律數(shù)值模擬
        5.2.1 數(shù)值模擬計算原理
        5.2.2 參數(shù)設(shè)置
        5.2.3 開采方案及防水煤柱設(shè)置
        5.2.4 模型初始條件和邊界條件
        5.2.5 模型結(jié)果分析
    5.3 下保護層開采可行性分析
        5.3.1 6號煤層底板突水危險性評價
        5.3.2 6號保護煤層開采可行性分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]保護層的分類及判定方法研究[J]. 劉洪永,程遠平,趙長春,周紅星,張志鵬.  采礦與安全工程學(xué)報. 2010(04)
[2]保護層開采保護范圍的極限瓦斯壓力判別準則[J]. 胡國忠,王宏圖,袁志剛.  煤炭學(xué)報. 2010(07)
[3]急傾斜煤層俯偽斜下保護層開采的卸壓范圍[J]. 范曉剛,王宏圖,胡國忠,李曉紅,袁志剛.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2010(03)
[4]Fissure evolution and evaluation of pressure-relief gas drainage in the exploitation of super-remote protected seams[J]. LIU Hongyong,CHENG Yuanping,ZHOU Hongxing,WANG Feng,CHEN Haidong National Engineering and Research Center for Coal Gas Control,China University Mining & Technology,Xuzhou 221008,China.  Mining Science and Technology. 2010(02)
[5]多重保護層開采高瓦斯綜采面瓦斯涌出規(guī)律研究[J]. 林青,黃旭超,張朝舉,楊春林.  煤礦開采. 2010(01)
[6]Comprehensive evaluation of water-inrush risk from coal floors[J]. WEI Jiuchuan1, LI Zhongjian1, SHI Longqing1, GUAN Yuanzhang2, YIN Huiyong1 1College of Geology Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510, China 2Yanzhou Mining Co., Ltd., Jining 272100, China.  Mining Science and Technology. 2010(01)
[7]煤層底板突水模式及機理研究[J]. 尹尚先.  西安科技大學(xué)學(xué)報. 2009(06)
[8]Pressure relief, gas drainage and deformation effects on an overlying coal seam induced by drilling an extra-thin protective coal seam[J]. LIU Hai-bo1, CHENG Yuan-ping1, SONG Jian-cheng2, SHANG Zheng-jie1, WANG Liang1 1National Engineering Research Center for Coal & Gas Control, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China 2Zhengzhou Coal Industrial Group Corporation Ltd., Zhengzhou, Henan 452371, China.  Mining Science and Technology. 2009(06)
[9]關(guān)于突水系數(shù)的討論[J]. 劉其聲.  煤田地質(zhì)與勘探. 2009(04)
[10]急傾斜俯偽斜上保護層保護范圍的三維數(shù)值模擬[J]. 胡國忠,王宏圖,范曉剛,袁志剛,涂曉東,張智明.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2009(S1)

博士論文
[1]采動斷層突水機理研究[D]. 黃存捍.中南大學(xué) 2010

碩士論文
[1]工作面底板突水機理研究[D]. 黃俊.湖南科技大學(xué) 2011
[2]非均布水壓作用下采煤工作面底板破壞突水機理研究[D]. 朱開鵬.煤炭科學(xué)研究總院 2009
[3]煤礦底板突水機理分析及數(shù)值模擬研究[D]. 楊利明.東北大學(xué) 2009
[4]下保護層開采上覆煤巖變形與卸壓瓦斯抽采研究[D]. 劉寶安.安徽理工大學(xué) 2006
[5]保護層開采對煤層滲透特性影響規(guī)律的研究[D]. 畢業(yè)武.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2005
[6]下保護層開采卸壓范圍及卸壓程度的研究[D]. 李明好.安徽理工大學(xué) 2005
[7]煤層底板突水的數(shù)值模擬試驗及其工程應(yīng)用[D]. 呂春峰.西安科技大學(xué) 2003
[8]帶壓開采底板突水破壞規(guī)律與突變模型研究[D]. 張淵.太原理工大學(xué) 2002



本文編號：3391811