發(fā)布時(shí)間：2018-08-07 12:24

【摘要】：煤炭資源的不斷采出和不可再生性,導(dǎo)致了淺部煤炭資源日趨枯竭,礦井開采深度逐年遞增。深部開采較淺部開采地質(zhì)條件更為復(fù)雜,會(huì)出現(xiàn)地溫升高和水壓、地壓及瓦斯壓力均增加等新的地質(zhì)問題。而我國進(jìn)入深部開采的礦井一般都處于煤層群的開采環(huán)境中,煤層群開采較單一煤層開采更為困難,其開采過程中易受到各自開采的影響。多次開采后,采動(dòng)應(yīng)力發(fā)生相互疊加而形成采動(dòng)高應(yīng)力,易使應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn),造成巷道難支護(hù)、頂?shù)装咫y控制等諸多問題。為解決上述諸多礦壓問題和實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采,本文基于潘二礦A、B組煤的賦存地質(zhì)條件、開采特征及實(shí)驗(yàn)室?guī)r石力學(xué)實(shí)驗(yàn)所獲得的煤巖物理力學(xué)參數(shù),采用相似模擬、數(shù)值模擬、理論計(jì)算等多種方法,對(duì)遠(yuǎn)距離多煤層卸壓開采過程中應(yīng)力、裂隙、位移的演化特征進(jìn)行了深入研究。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、數(shù)據(jù)收集及統(tǒng)計(jì)分析,構(gòu)建了遠(yuǎn)距離多煤層卸壓開采的相似模擬模型和FLAC3D、UDEC2D數(shù)值模擬模型,系統(tǒng)分析了一次采動(dòng)(3煤)、二次采動(dòng)(3、6煤)、三次采動(dòng)(3、6、7煤)及多次采動(dòng)(3、6、7、1煤)后應(yīng)力-裂隙的演化特征,從而揭示了遠(yuǎn)距離多煤層卸壓開采應(yīng)力-裂隙的演化規(guī)律。再基于相似模擬和數(shù)值模擬結(jié)果,構(gòu)建了遠(yuǎn)距離多煤層開采應(yīng)力-裂隙的演化模型。多煤層多次開采后,采動(dòng)煤巖體周圍應(yīng)力-裂隙都出現(xiàn)疊加效應(yīng),其疊加效果遠(yuǎn)大于所有開采煤層單獨(dú)開采之和。其研究成果為潘二煤礦煤層群的卸壓開采提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo),特別是為4煤的安全高效開采及實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采創(chuàng)造了十分有利的條件,同時(shí)對(duì)類似條件礦井的煤層群開采設(shè)計(jì)方面有一定的借鑒意義,具有一定的社會(huì)效益和工程應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:The unceasing mining and non-renewable coal resources lead to the depletion of shallow coal resources and the increasing mining depth year by year. The geological conditions of deep mining are more complicated than that of shallow mining, and new geological problems such as the rise of ground temperature and water pressure, the increase of ground pressure and gas pressure will occur. However, the coal mines that enter deep mining in our country are generally in the mining environment of coal seam group, which is more difficult than that of single coal seam mining, and it is easy to be affected by their own mining in the process of mining. After mining many times, the mining dynamic stress is superimposed on each other to form high mining stress, which easily makes the stress bearing structure unstable, which makes the roadway difficult to support, the roof and floor difficult to control and so on. In order to solve the above problems of mine pressure and realize coal and gas co-mining, this paper adopts similar simulation based on the geological conditions, mining characteristics and physical and mechanical parameters of coal and rock obtained from laboratory rock mechanics experiments in Paner Coal Mine. Numerical simulation and theoretical calculation are used to study the evolution characteristics of stress, fissure and displacement in the process of pressure relief mining of long distance and multi coal seams. Through field investigation, data collection and statistical analysis, a similar simulation model and a numerical simulation model of FLAC3DX UDEC2D are constructed. The characteristics of stress-fracture evolution after primary mining (3 coal), secondary mining (3 coal), 3 times mining (3 ~ 6 ~ 6 ~ 7 coal) and multiple mining (3 ~ 6 ~ 6 ~ 7 ~ 7 ~ 1 coal) are systematically analyzed, thus revealing the evolution law of stress-fracture in long distance and multi-seam unpressurized mining. Based on the results of similarity simulation and numerical simulation, the evolution model of stress-fracture in long distance multi-seam mining is constructed. After many coal seams have been mined for many times, the superposition effect of stress-fissure around the mining coal and rock mass is much greater than the sum of all mining coal seams alone. The research results provide theoretical basis and technical guidance for the pressure relief mining of Paner coal seam group, especially for the safe and efficient mining of No. 4 coal and the realization of coal and gas mining. At the same time, it can be used for reference in the design of coal seam group in similar conditions, and has certain social benefit and engineering application value.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD821

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本文編號(hào)：2170019