在防治煤與瓦斯突出措施中，要求區(qū)域措施先行，局部措施補充。開采保護層作為區(qū)域防突措施之一，被證明效果是明顯的。本文以王行莊煤礦作為試驗區(qū)，主要研究了王行莊煤礦上保護層開采的卸壓影響范圍和消突效果。 通過保護層開采相似模擬實驗對保護層開采過程中被保護層的變形場、應力場變化、保護范圍進行了考察；通過數(shù)值模擬實驗，對保護層開采后應力場變化、彈性模量變化、聲發(fā)射場進行了考察；通過對現(xiàn)場的保護層開采效果考察，分析了保護層開采前后瓦斯壓力變化、瓦斯含量變化、預測指標變化、透氣性系數(shù)變化。 保護層開采模擬實驗和現(xiàn)場效果表明經(jīng)保護層開采后，被保護層應力降低，裂隙發(fā)育、瓦斯壓力降低、瓦斯含量降低、透氣性系數(shù)增加。保護層開采對被保護層保護效果良好。

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 引言
    1.1 研究背景、目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
    1.4 技術路線
2 保護層開采的巖石破裂過程理論分析
    2.1 保護層采動作用沿垂直方向分布規(guī)律
        2.1.1 頂板破裂理論
        2.1.2 底板破裂理論
    2.2 保護層采動作用沿走向基本規(guī)律
    2.3 保護層卸壓瓦斯運移規(guī)律分析
        2.3.1 煤層卸壓瓦斯固氣耦合理論
        2.3.2 采動裂隙帶瓦斯運移規(guī)律
    2.4 本章小結(jié)
3 試驗區(qū)概況
    3.1 礦井概況
    3.2 工作面概況
    3.3 本章小結(jié)
4 保護層開采相似模擬
    4.1 相似模擬基礎理論
    4.2 相似模型設計
        4.2.1 試驗目的和任務
        4.2.2 相似材料選取
        4.2.3 原型地質(zhì)條件
        4.2.4 相似參數(shù)確定
    4.3 模型制作
        4.3.1 相似材料配比及用量計算
        4.3.2 模型建立
        4.3.3 模型加載過程
    4.4 相似模擬實驗過程
    4.5 被保護層膨脹變形場分析
    4.6 被保護層應力場變化分析
    4.7 保護層保護范圍的確定
        4.7.1 保護范圍的確定方法
        4.7.2 沿走向的保護范圍
        4.7.3 沿傾向的保護范圍
    4.8 本章小結(jié)
5 保護層開采數(shù)值模擬
    5.1 數(shù)值模擬理論方法與軟件介紹
        5.1.1 巖石破裂過程分析系統(tǒng)
        5.1.2 相關理論準則
        5.1.3 有限元理論
        5.1.4 基元的提出
    5.2 模型邊界條件確定及應力加載
    5.3 模型參數(shù)選取
    5.4 數(shù)值實驗結(jié)果分析
        5.4.1 保護層開采過程應力場變化規(guī)律
        5.4.2 保護層開采過程彈性模量變化規(guī)律
        5.4.3 聲發(fā)射場隨工作面推進變化
        5.4.4 應力及裂隙場分布劃分
    5.5 本章小結(jié)
6 王行莊礦上保護層開采對被保護層的保護效果
    6.1 瓦斯壓力變化分析
        6.1.1 瓦斯壓力測定方案確定
        6.1.2 瓦斯壓力變化
    6.2 瓦斯含量變化分析
        6.2.1 瓦斯含量測定方法
        6.2.2 瓦斯含量變化
    6.3 預測指標變化
    6.4 透氣性系數(shù)變化分析
        6.4.1 煤層透氣性系數(shù)測定方案確定
        6.4.2 透氣性變化
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論及展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 不足與展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：4017980