煤與瓦斯突出一直是阻礙煤礦安全高效開采的主要因素之一,保護層開采技術(shù)作為一種重要的區(qū)域性防突措施,目前得到了大量的推廣和應(yīng)用。本文以貴州五輪山煤業(yè)有限公司(以下簡稱“五輪山煤礦”)為研究背景,選取其主采的6^-3煤層和8煤層為研究對象。6^-3煤層具有煤與瓦斯突出危險性,此時選擇其下方的8煤層作為保護層,通過優(yōu)先開采保護層(8煤層),使得被保護層(6^-3煤層)在采動影響下得到卸壓,從而減弱其煤與瓦斯突出危險性,實現(xiàn)安全高效開采。本文采用理論分析,數(shù)值模擬以及現(xiàn)場試驗相結(jié)合的研究方法,對被保護層覆巖移動規(guī)律進行理論分析;通過FLAC3D數(shù)值模擬軟件模擬了五輪山煤礦下保護層(8煤層)開采后被保護層(6^-3煤層)上覆煤巖應(yīng)力變化以及位移的形變規(guī)律,得出8煤開采后6^-3煤應(yīng)力分布呈現(xiàn)“W”型的分布特性,豎直方向煤厚變形量分布呈現(xiàn)出“M”型的分布規(guī)律。最后,采用現(xiàn)場試驗的方法對五輪山煤礦下保護層開采的卸壓范圍和保護效果進行了研究,得出保護層(8煤層)開采后傾向上部卸壓角和下部卸壓角分別為83...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 保護層研究現(xiàn)狀
        1.2.2 保護層開采覆巖運動與卸壓范圍的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 保護層開采存在的問題
    1.3 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 礦井概況及瓦斯涌出分析
    2.1 試驗礦井基本概況
        2.1.1 礦井概況
        2.1.2 煤層概況
        2.1.3 其他概況
    2.2 1805工作面瓦斯涌出分析
        2.2.1 1805工作面瓦斯涌出的構(gòu)成
        2.2.2 1805工作面瓦斯涌出的影響因素
        2.2.3 1805工作面瓦斯涌出的計算
        2.2.4 保護層開采的必要性
    2.3 本章小結(jié)
3 下保護層開采覆巖移動規(guī)律
    3.1 覆巖破壞理論分析
        3.1.1 上覆巖層運動和破壞基本形式
        3.1.2 覆巖冒落的空間形態(tài)
        3.1.3 采場覆巖移動變形規(guī)律
    3.2 覆巖移動破壞特征
        3.2.1 橫三區(qū)特征
        3.2.2 豎三帶特征
        3.2.3 五輪山煤礦實例分析
    3.3 本章小結(jié)
4 下保護層開采卸壓效應(yīng)數(shù)值模擬研究
    4.1 FLAC簡介
    4.2 模型的建立
        4.2.1 模型的設(shè)計原則
        4.2.2 1805采煤工作面概況
        4.2.3 幾何模型的確定
        4.2.4 網(wǎng)格的離散化
        4.2.5 巖體物理力學參數(shù)的選取
    4.3 計算結(jié)果分析
        4.3.1 被保護層上覆煤巖應(yīng)力分布分析
        4.3.2 被保護層上覆煤巖豎向變形分析
    4.4 本章小結(jié)
5 下保護層開采現(xiàn)場試驗研究
    5.1 下保護層開采被保護層理論卸壓范圍
        5.1.1 沿傾斜方向的保護范圍
        5.1.2 沿走向方向的保護范圍
    5.2 下保護層開采被保護層實際卸壓范圍
        5.2.1 煤層傾斜方向保護邊界考察方案
        5.2.2 煤層走向方法保護邊界考察方案
        5.2.3 被保護層保護邊界考察結(jié)果
        5.2.4 1805工作面卸壓角擴界原因分析
    5.3 被保護層工作面區(qū)域措施效果檢驗
        5.3.1 區(qū)域措施效果檢驗方法選擇
        5.3.2 被保護層殘余瓦斯壓力考察
        5.3.3 被保護層殘余瓦斯含量考察
        5.3.4 被保護層頂?shù)装遄冃瘟靠疾?br>        5.3.5 被保護工作面保護效果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3867882