本文關鍵詞：采高及關鍵層層位對覆巖裂隙演化影響的實驗研究

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【摘要】：我國大部分礦區(qū)煤層瓦斯賦存具有“三高三低”特征，使得煤層瓦斯采前預抽效果不甚理想，而利用采動覆巖移動及裂隙演化特征抽采卸壓瓦斯，是我國煤礦瓦斯治理的重要方向。論文在系統(tǒng)評述采動覆巖移動及裂隙演化諸多成果的基礎上，確定了采高及關鍵層層位對采動覆巖裂隙演化的影響為本文研究的重點。 論文以物理相似模擬實驗為主要研究手段，對上覆巖層最大下沉量、裂隙密度、離層量、碎脹系數(shù)、裂隙發(fā)育高度及垮落高度等進行觀測，研究覆巖移動變形規(guī)律、裂隙分布規(guī)律，以及采高、關鍵層層位對采動裂隙發(fā)育及演化的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨著工作面繼續(xù)推進，不同采高及關鍵層層位下，采空區(qū)覆巖形成一個動態(tài)變化的裂隙帶，，同時采動影響范圍也不斷擴大，裂隙演化及應力變化沿工作面推進方向均呈三階段特征；不同采高下，上覆巖層最大下沉量、裂隙密度、離層量、碎脹系數(shù)、裂隙發(fā)育高度及垮落高度隨采高的增大而增大；不同關鍵層層位下，上覆巖層最大下沉量、裂隙密度、離層量、碎脹系數(shù)、裂隙發(fā)育高度及垮落高度隨關鍵層與煤層頂板距離的增大而增大。 通過對覆巖采動裂隙演化規(guī)律的研究，以采動覆巖裂隙演化的采高及關鍵層層位效應為基礎，結(jié)合理論分析得出冒落帶高度，確定了高抽巷合理層位，將其應用于天池301工作面，實現(xiàn)了301綜采工作面安全高效生產(chǎn)。
【關鍵詞】：裂隙演化 采高 關鍵層層位 物理相似模擬
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 研究背景及意義7-8
• 1.1.1 研究背景7
• 1.1.2 研究意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-10
• 1.2.1 采動覆巖移動規(guī)律研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 覆巖采動裂隙演化規(guī)律研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 問題的提出10-11
• 1.4 研究目標、內(nèi)容及技術路線11-13
• 1.4.1 研究目標11
• 1.4.2 研究內(nèi)容11-12
• 1.4.3 技術路線12-13
• 2 覆巖采動裂隙動態(tài)演化物理相似模擬實驗13-31
• 2.1 相似理論及相似準則推導13-15
• 2.1.1 相似理論13-14
• 2.1.2 相似準則的推導14-15
• 2.2 模型設計及相似模擬實驗模型制作15-20
• 2.2.1 實驗模型設計15-16
• 2.2.2 相似模擬實驗制作16-20
• 2.3 實驗現(xiàn)象分析20-30
• 2.3.1 不同采高下實驗現(xiàn)象分析20-26
• 2.3.2 不同關鍵層層位實驗現(xiàn)象分析26-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 3 采動裂隙演化特征的采高效應31-48
• 3.1 采動覆巖移動的采高效應31-34
• 3.1.1 實驗模型關鍵層的確定31-32
• 3.1.2 采動覆巖下沉規(guī)律分析32-34
• 3.2 采動覆巖裂隙演化及形態(tài)分布的采高效應34-41
• 3.2.1 采動覆巖破斷裂隙分布規(guī)律分析34-36
• 3.2.2 采動覆巖離層裂隙演化規(guī)律36-38
• 3.2.3 采動覆巖碎脹特征分析38-39
• 3.2.4 采動覆巖裂隙帶高度分析39-41
• 3.3 采動覆巖底板應力分布的采高效應41-47
• 3.3.1 不同采高下底板應力分布41-46
• 3.3.2 底板應力分布的采高效應46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 4 采動裂隙演化特征的關鍵層層位效應48-62
• 4.1 采動覆巖移動的關鍵層層位效應48-51
• 4.1.1 實驗模型關鍵層的確定48-49
• 4.1.2 采動覆巖下沉規(guī)律分析49-51
• 4.2 采動覆巖裂隙演化及形態(tài)分布的關鍵層層位效應51-57
• 4.2.1 采動覆巖破斷裂隙分布規(guī)律分析51-53
• 4.2.2 采動覆巖離層裂隙演化規(guī)律53-54
• 4.2.3 采動覆巖碎脹特特征分析54-55
• 4.2.4 采動覆巖裂隙帶高度分析55-57
• 4.3 采動覆巖底板應力分布的關鍵層層位效應57-60
• 4.3.1 不同關鍵層層位下底板應力分布57-59
• 4.3.2 關鍵層層位對底板應力分布的影響59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 綜采面頂板走向高抽巷工程應用62-71
• 5.1 天池 301 工作面概況62
• 5.2 高抽巷抽采采空區(qū)瓦斯機理及合理層位確定62-68
• 5.2.1 高抽巷抽采采空區(qū)瓦斯機理62-63
• 5.2.2 采動覆巖裂冒落帶高度確定63-67
• 5.2.3 高抽巷層位布置67-68
• 5.3 高抽巷抽采瓦斯效果及工作面瓦斯防治效果分析68-69
• 5.3.1 高抽巷抽采瓦斯效果分析68-69
• 5.3.2 工作面瓦斯防治效果69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 6 結(jié)論71-73
• 6.1 主要結(jié)論71-72
• 6.2 研究展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-81
• 附錄81-82

【參考文獻】

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本文編號：711068