【摘要】：保護(hù)層開采及卸壓瓦斯抽采是目前首選的區(qū)域性瓦斯治理措施,隨著保護(hù)層的開采,被保護(hù)煤層的應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)和瓦斯應(yīng)力動力狀態(tài)會發(fā)生改變,煤層中的彈性勢能被釋放出來,裂隙的發(fā)育提高了煤層的透氣性,被保護(hù)煤層內(nèi)的瓦斯流動性變大,大量的瓦斯解吸出來,從而達(dá)到了卸壓的作用,配合合理的抽采瓦斯措施,可以減小煤層內(nèi)的瓦斯含量和內(nèi)能,達(dá)到預(yù)防煤與瓦斯突出的目的。在工作面推進(jìn)過程中,采場圍巖原始的應(yīng)力平衡被打破,上覆各巖層由于自重和其他巖體的應(yīng)力作用而失去平衡,從而發(fā)生移動和變形。離工作面最近的巖層產(chǎn)生的移動變形最大,巖體的破碎度也最大,在采空區(qū)附近形成冒落區(qū);在冒落區(qū)的上部巖體內(nèi)裂隙得到發(fā)育,縱橫交錯的裂隙網(wǎng)組成巖體內(nèi)的裂隙區(qū);裂隙區(qū)上部的巖體保持了較好的穩(wěn)定性,呈規(guī)則狀下沉。由于上覆巖層內(nèi)可能存在地下水、待采煤層、地表有各種建筑物等因素,是否能準(zhǔn)確的判斷出采場推進(jìn)后覆巖各巖層的移動變形情況和可能的影響范圍,對實際生產(chǎn)和制定安全措施具有非常大的指導(dǎo)意義。在沒有合適的煤層作為保護(hù)層開采的情況下可以選擇相對合理的巖石工作面作為保護(hù)層進(jìn)行開采。本文結(jié)合蘆嶺礦軟巖工作面開采的實際生產(chǎn)情況,運用相似模擬實驗的方法對軟巖工作面開采后引起的覆巖移動變形的情況進(jìn)行探究,測量不同推進(jìn)距離條件下采空區(qū)中部位置上覆巖層在垂直方向上的應(yīng)力變化和位移變化情況,對實驗得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理,結(jié)合實驗結(jié)果對覆巖移動變形的"三帶"范圍進(jìn)行預(yù)判,探討軟巖工作面作為上部煤層的保護(hù)層開采起到的作用效果。為了對覆巖的移動變形情況在整體上加以了解,本文結(jié)合數(shù)值模擬的方法對軟巖工作面開采后可能引起的覆巖移動變形的因素進(jìn)行定量分析,分析在不同推進(jìn)距離條件下在采場工作面走向和傾向方向上采空區(qū)中部位置上部巖層的應(yīng)力大小和位移情況,利用巖體受到的主應(yīng)力作用的大小和性質(zhì)來判斷"三帶"的范圍,以此來檢驗軟巖工作面作為上部煤層保護(hù)層開采的作用效果。利用兩種實驗方法得到的模擬結(jié)果對實際生產(chǎn)有很好的參考意義。
[Abstract]:Protection layer mining and pressure-relief gas drainage are the preferred regional gas control measures at present. With the mining of the protective layer, the stress-strain state and the gas stress dynamic state of the protected coal seam will change. The elastic potential energy in the coal seam is released, the development of the fissure improves the permeability of the coal seam, the gas fluidity in the protected coal seam becomes larger, a large amount of gas desorbs out, thus the function of releasing the pressure is achieved, and the reasonable gas drainage measures are cooperated. The gas content and internal energy in coal seam can be reduced, and the purpose of preventing coal and gas outburst can be achieved. During the working face advance, the original stress balance of surrounding rock in stope is broken, and the overburden strata lose balance because of self-weight and stress action of other rock mass, thus the movement and deformation occur. The rock strata closest to the face produce the largest movement deformation and the largest degree of rock mass fragmentation, forming caving areas near the goaf, the cracks in the upper rock body of the caving area are developed, and the crisscross fissure network forms the fracture area in the rock body. The rock mass in the upper part of the fissure area keeps a good stability, and the subsidence is regular. Because there may be underground water in overlying strata, coal seams to be mined, various buildings on the surface, etc., can accurately judge the movement and deformation of overburden strata after stope pushing and its possible influence range, To the actual production and the formulation of safety measures have a great significance. In the absence of a suitable coal seam as a protective layer, a relatively reasonable rock face can be selected for mining. Combined with the actual production situation of soft rock mining in Luling Mine, this paper uses the method of similar simulation experiment to study the deformation of overlying rock caused by soft rock mining. The stress and displacement changes of overlying strata in the middle of the goaf are measured under different propulsive distances, and the experimental data are analyzed and sorted out. Based on the experimental results, the range of "three zones" of overburden movement and deformation is forecasted, and the effect of soft rock working face as the protective layer of upper coal seam is discussed. In order to understand the movement and deformation of overburden on the whole, this paper, combined with the method of numerical simulation, makes quantitative analysis of the factors which may cause the movement and deformation of overburden after mining in soft rock face. This paper analyzes the stress magnitude and displacement of the upper strata in the middle part of the goaf under the conditions of different propulsive distances, and judges the range of the "three zones" by using the magnitude and nature of the main stress acting on the rock mass. The effect of soft rock working face as the protective layer of upper coal seam is tested. The simulation results obtained by the two experimental methods are very useful for practical production.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD325

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本文編號：2422480