新疆是我國14個億噸級大型煤炭生產(chǎn)基地之一,其急傾斜煤層儲量占世界同類煤層儲量的30%以上。急傾斜煤層賦存較為復雜、開采難度較大,目前新疆地區(qū)常用的開采方法是水平或斜切分段放頂煤采煤法,由于其采放比較大、頂煤及頂板控制難度大、底部煤體自卸壓瓦斯解吸及運移、采空區(qū)遺煤較多等特點,導致工作面瓦斯防治工作難度較大,瓦斯、頂板等動力災害事故頻發(fā)。烏東煤礦的煤層賦存條件、采煤方法、瓦斯防治技術(shù)等方面都具有代表性,以烏東煤礦為試驗點,對急傾斜煤層分段開采圍巖裂隙場演化、瓦斯運移及涌出規(guī)律、瓦斯涌出預測模型及瓦斯抽采關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化等多個方面進行系統(tǒng)研究,開展的主要工作如下:基于烏東煤礦煤層賦存和開采方式,采用相似模擬實驗方法,構(gòu)建了急傾斜煤層分段開采模型,自上而下共布置六個開采區(qū)段,按照采放比1:7.3進行模擬開采,通過布置實時監(jiān)測的應力傳感器與位移測點,對工作面頂板、頂煤的破壞、運移規(guī)律進行了觀測和研究,分析了工作面底板、底煤應力變化規(guī)律。工作面覆巖形成典型的“拋物線”狀斷裂邊界及“橢拋形”垮落帶;下斷裂弧的下角內(nèi)、支架上方的“Z”形鉸接結(jié)構(gòu)空隙區(qū)和上斷裂弧的頂角內(nèi)空隙區(qū),構(gòu)成了瓦斯富集區(qū)域和漏風通道...

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【學位級別】：博士

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圖2.2相似模擬模型設(shè)計示意圖

圖2.2相似模擬模型設(shè)計示意圖圖2.3相似模擬模型裝配完成圖模型參數(shù)說明如下：①模型架高1.8m、寬2.0m，分別代表實際地層厚360m、剖域400m；②煤巖層傾角為45°；

圖2.3相似模擬模型裝配完成圖

圖2.2相似模擬模型設(shè)計示意圖圖2.3相似模擬模型裝配完成圖模型參數(shù)說明如下：①模型架高1.8m、寬2.0m，分別代表實際地層厚360m、剖域400m；②煤巖層傾角為45°；

圖2.6第一區(qū)段開采示意圖

實時觀測、記錄測點位移和底板應力的變化。2.2.1頂板垮落和位移（1）開采第一區(qū)段第一區(qū)段開采及放頂煤期間圍巖受采動影響小，未出現(xiàn)明顯裂隙，如圖2.6，對應

圖2.11第六區(qū)

場發(fā)育的橢拋帶分布類似[43]，本實驗的特點在上斷裂弧的頂角內(nèi)形成空隙區(qū)；下斷裂弧中在下斷裂弧的下角部，導致原“Z”形鉸了大型裂隙在垂直剖面上呈現(xiàn)為扇形的空隙板垮落現(xiàn)象見圖2.11（a），頂板位移監(jiān)測

本文編號：4022357