發(fā)布時(shí)間：2018-05-19 04:44

  本文選題：近距煤層 + 煤柱集中應(yīng)力　； 參考：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：煤炭作為工業(yè)的糧食,是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力。如何保障礦井安全高效生產(chǎn),是不容忽視的問(wèn)題。近年來(lái),隨著采礦技術(shù)以及設(shè)備的進(jìn)步,尤其是綜采以及放頂煤和大采高等高效采礦技術(shù)的應(yīng)用,采煤強(qiáng)度增加,賦存條件相對(duì)較好的煤層資源開(kāi)采已經(jīng)接近尾聲。為了提高煤炭產(chǎn)量,增加礦井服務(wù)年限,對(duì)于開(kāi)采難度較大的煤層群特別是近距煤層的開(kāi)采越來(lái)越受到采礦界的重視。上榆泉礦9~#和10~#煤層間距為3m~20m,平均間距約為8m,屬于近距煤層,由于層間距小,開(kāi)采煤層時(shí)相互影響較大。目前9~#煤回采已經(jīng)結(jié)束,上覆巖層運(yùn)動(dòng)變化以及采礦技術(shù)因素將直接影響10~#煤層綜放采場(chǎng)的礦壓顯現(xiàn)。本文以南翼I031001工作面為研究對(duì)象,該工作面82#~94#液壓支架位置上方存在9~#煤層遺留的順向煤柱,寬度為20m,將影響工作面的整個(gè)開(kāi)采過(guò)程。在理論分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)值模擬方法以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),對(duì)近距煤層上煤層煤柱下底板煤巖體的應(yīng)力分布規(guī)律,下煤層工作面開(kāi)采來(lái)壓期間沖擊礦壓發(fā)生和合理制定防沖消沖措施以及下煤層回采巷道布置和支護(hù)形式進(jìn)行較深入的研究。主要研究結(jié)論有:(1)9~#和10~#煤層間距較小,開(kāi)采9~#煤層形成的上覆巖層穩(wěn)定結(jié)構(gòu)會(huì)影響10~#煤層開(kāi)采時(shí)的礦壓顯現(xiàn)。根據(jù)近距煤層開(kāi)采層間頂板穩(wěn)定性的力學(xué)判據(jù)即層間頂板安全開(kāi)采厚度,砂巖頂板條件下:在9~#煤層采空區(qū)下,不考慮支架支撐作用,上榆泉礦近距煤層最小安全開(kāi)采間距即層間頂板厚度應(yīng)大于3.24m,在考慮工作面液壓支架支撐作用的前提下,層間頂板厚度最小可降到2.59m;在9~#煤層遺留煤柱下,不考慮支架支撐作用,上榆泉礦近距煤層最小安全開(kāi)采間距即層間頂板厚度應(yīng)大于40.9m,在考慮工作面液壓支架支撐作用的前提下,層間頂板厚度最小可降到40.7m。所以,在9~#煤層采空區(qū)下,不采取任何特殊措施,9~#和10~#煤層的層間頂板厚度滿(mǎn)足安全開(kāi)采要求,在9~#煤層煤柱下,由于層間頂板厚度小于最小安全開(kāi)采間距,需要采取特殊措施保障10~#煤層安全開(kāi)采。(2)根據(jù)SMP準(zhǔn)則,預(yù)測(cè)9~#煤層回采后遺留煤柱的塑性區(qū)范圍為4m,煤柱支承應(yīng)力分布呈馬鞍形,在煤柱中部存在彈性應(yīng)力核,煤柱強(qiáng)度滿(mǎn)足護(hù)巷要求,屬于穩(wěn)定煤柱。在煤柱下煤巖體的水平方向,深度相同時(shí),距煤柱應(yīng)力峰值位置越近,應(yīng)力越大,反之則越來(lái)越小;在豎直方向,隨垂距增加,應(yīng)力不斷減小。在距數(shù)值模型底部邊界26m范圍內(nèi),9~#煤遺留煤柱下方煤巖體的應(yīng)力超過(guò)原巖應(yīng)力,煤柱集中應(yīng)力影響范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩煤層8m的平均間距,所以10~#煤層開(kāi)采受煤柱影響較大。(3)將9~#和10~#煤層的層間頂板視為固支梁和懸臂梁,預(yù)測(cè)I031001工作面初次來(lái)壓與周期來(lái)壓步距,理論計(jì)算得初次來(lái)壓步距為28m,周期來(lái)壓步距為12m。分析I031001工作面沖擊礦壓的誘發(fā)因素,得到該工作面回采過(guò)程中,引發(fā)沖擊礦壓的因素包括工作面來(lái)壓期間頂板的活動(dòng)以及工作面上方的順向遺留煤柱形成的應(yīng)力集中在下部工作面積聚的應(yīng)變能。數(shù)值模擬結(jié)果表明,工作面回采過(guò)程中,煤柱下煤壁前方支承應(yīng)力影響范圍大于采空區(qū)下方煤壁前方支承應(yīng)力影響范圍。通過(guò)在模擬軟件中定義變量ze為應(yīng)變能,I031001工作面回采過(guò)程中,尤其在來(lái)壓期間,煤柱下方工作面的應(yīng)變能較大,為3×104J/m3。由于煤柱下方的工作面積聚著較大的應(yīng)變能,極易發(fā)生沖擊礦壓,需要制定具體的防沖消沖措施。(4)10~#煤層工作面的回采順槽適合采用內(nèi)錯(cuò)布置方式,水平錯(cuò)距不小于8m。目前I031001工作面巷道布置已定,巷道布置合理,圍巖穩(wěn)定性好,易于巷道維護(hù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)選取斷面,采用超聲波法實(shí)測(cè),回采巷道圍巖的平均松動(dòng)圈范圍為1.34m�；趹业趵碚撛O(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù),頂板錨桿長(zhǎng)度不能小于1.65m,錨索長(zhǎng)度不能小于7.7m,巷幫錨桿長(zhǎng)度不能小于1.4m。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,巷道頂板選取長(zhǎng)度為1.8m的錨桿,長(zhǎng)度為8.0m的錨索,巷道兩幫選取長(zhǎng)度為1.6m的錨桿,參數(shù)選取以及布置方式等符合技術(shù)要求,具有足夠的支護(hù)強(qiáng)度,巷道圍巖趨于穩(wěn)定。本文系統(tǒng)研究了順向煤柱影響下工作面回采過(guò)程中應(yīng)力分布、沖擊礦壓以及巷道布置和支護(hù)問(wèn)題,可為今后其它類(lèi)似條件工作面安全開(kāi)采提供借鑒。
[Abstract]:In recent years , with the application of mining technology and the improvement of equipment , the minimum safe mining distance of coal pillar under coal pillar in the coal seam under the coal pillar in the lower coal seam is more than 3.24 m . In order to improve the coal production and to increase the service life of the coal seam , the minimum safe mining distance between the coal seam and the lower coal seam is more than 40.9 m . In consideration of the supporting role of the hydraulic support of the working face , the minimum thickness of the roof slab can be reduced to 40.7 m . Therefore , under the gob area of 9 ~ # coal seam , no special measures are taken . ( 2 ) According to the SMP criterion , it is predicted that the plastic zone of the left coal pillar of 9 ~ # coal seam is 4m , and the stress distribution of coal pillar is bigger than that of the coal pillar in the lower working area . ( 4 ) In actual production process , the roof bolt length cannot be less than 1.65m , the length of anchor cable cannot be less than 1.65m , and the length of anchor cable can not be less than 1.4m .
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TD32

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 竇林名,何學(xué)秋,BernardDrzezls;沖擊礦壓危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的地音法[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年01期

2 章結(jié)來(lái);徐州礦區(qū)局部沖擊礦壓規(guī)律初探[J];煤礦開(kāi)采;2000年01期

3 毛德兵;沖擊礦壓發(fā)生危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法[J];煤礦開(kāi)采;2000年04期

4 劉衛(wèi)群,繆協(xié)興,楊靜;沖擊礦壓的優(yōu)化有限元分析[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2001年01期

5 朱玲方,鄭永,李建偉;三河尖煤礦沖擊礦壓事故淺析[J];煤炭科技;2001年04期

6 賈永軍;東灘礦沖擊礦壓的成因與防治探討[J];煤礦開(kāi)采;2002年02期

7 楊作成;“電磁輻射預(yù)測(cè)沖擊礦壓技術(shù)研究”通過(guò)鑒定[J];煤炭科技;2003年01期

8 趙從國(guó),竇林名;波蘭沖擊礦壓防治方法研究[J];江蘇煤炭;2004年02期

9 王治虎;首采面沖擊礦壓災(zāi)害防治技術(shù)探索[J];甘肅科技;2004年07期

10 王慧明;三河尖煤礦沖擊礦壓的特點(diǎn)及治理[J];礦山壓力與頂板管理;2004年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 齊慶新;毛德兵;王永秀;;沖擊礦壓的非線性非連續(xù)特征的模擬研究[A];中國(guó)科協(xié)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)第16分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2004年

2 李德喜;丁強(qiáng);;煤礦開(kāi)采沖擊礦壓災(zāi)害動(dòng)態(tài)防治技術(shù)[A];全國(guó)煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2007年

3 胡成忠;;弱沖擊礦壓工作面的安全管理技術(shù)[A];第八屆全國(guó)采礦學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

4 竇林名;陸菜平;牟宗龍;秦玉紅;姚精明;;沖擊礦壓的強(qiáng)度弱化減沖理論及其應(yīng)用[A];煤炭資源高效綠色開(kāi)采與數(shù)字礦山學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2005年

5 楊思光;;強(qiáng)沖擊礦壓危險(xiǎn)區(qū)的鉆孔損傷效應(yīng)的研究[A];煤炭資源高效綠色開(kāi)采與數(shù)字礦山學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2005年

6 竇林名;陸菜平;牟宗龍;;沖擊礦壓的強(qiáng)度弱化減沖理論及其應(yīng)用[A];煤炭開(kāi)采新理論與新技術(shù)——中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)開(kāi)采專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

7 竇林名;;沖擊礦壓案例及近期研究新進(jìn)展[A];新觀點(diǎn)新學(xué)說(shuō)學(xué)術(shù)沙龍文集51：巖爆機(jī)理探索[C];2010年

8 郭念波;王應(yīng)啟;;濟(jì)寧三號(hào)煤礦沖擊礦壓發(fā)生原因分析與研究[A];全國(guó)煤礦千米深井開(kāi)采技術(shù)[C];2013年

9 陸菜平;薛俊華;竇林名;豐安祥;閆立章;邵學(xué)峰;于顯義;;煤巖預(yù)卸壓防治沖擊礦壓的機(jī)理及其實(shí)踐[A];煤礦沖擊地壓防治的創(chuàng)新與實(shí)踐——全國(guó)防治煤礦沖擊地壓高端論壇論文匯編[C];2013年

10 高明仕;竇林名;王龍龍;張青山;李玉龍;;沖擊礦壓巷道圍巖穩(wěn)定性控制研究進(jìn)展及展望[A];煤炭開(kāi)采新理論與新技術(shù)——中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)開(kāi)采專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2012年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 劉靜麗 齊乾屈 金星;在煤海中奏出力學(xué)的優(yōu)美樂(lè)章[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2003年

2 記者 陳忠華;同煤集團(tuán)發(fā)生事故11人被困井下[N];新華每日電訊;2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 蔡武;斷層型沖擊礦壓的動(dòng)靜載疊加誘發(fā)原理及其監(jiān)測(cè)預(yù)警研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

2 李洪;沖擊礦壓前兆信息的混沌預(yù)測(cè)及模式識(shí)別研究[D];山東科技大學(xué);2006年

3 陳國(guó)祥;最大水平應(yīng)力對(duì)沖擊礦壓的作用機(jī)制及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2009年

4 秦昊;巷道圍巖失穩(wěn)機(jī)制及沖擊礦壓機(jī)理研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2008年

5 曹正正;巷式充填開(kāi)采煤柱失穩(wěn)機(jī)制及沖擊礦壓機(jī)理研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2017年

6 徐學(xué)鋒;煤層巷道底板沖擊機(jī)理及其控制研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蘇振國(guó);胡家河煤礦特厚堅(jiān)硬煤層煤柱區(qū)沖擊礦壓規(guī)律及防治研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

2 劉陽(yáng);星村煤礦深部1200m采區(qū)動(dòng)靜載疊加誘沖原理及應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

3 劉賽;煤巷掘進(jìn)沖擊礦壓危險(xiǎn)的預(yù)評(píng)估方法研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

4 盧昊;分層綜放開(kāi)采全煤巷道沖擊礦壓防治技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

5 王玉剛;褶皺附近沖擊礦壓規(guī)律及其控制研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2008年

6 王佳碩;硯北礦特厚煤層沖擊礦壓規(guī)律及防治研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

7 謝群;興安煤礦四水平工作面轉(zhuǎn)采處沖擊礦壓監(jiān)測(cè)及防沖技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

8 郭強(qiáng)強(qiáng);躍進(jìn)煤礦23130工作面沖擊規(guī)律及防沖支護(hù)研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2015年

9 李寧;沖擊危險(xiǎn)煤層巷道防沖錨網(wǎng)索結(jié)構(gòu)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

10 丁凌霄;金橋煤礦孤島綜放工作面應(yīng)力時(shí)空演化規(guī)律研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1908789