【摘要】：陜北侏羅紀(jì)煤田近距淺埋煤層多年的研究和結(jié)果表明,其大多為煤層群開(kāi)采,具有埋深淺、薄基巖、地表厚風(fēng)積沙覆蓋層的賦存特點(diǎn)。以往多采用房柱式開(kāi)采,形成了大量房柱式采空區(qū),而近距煤層群開(kāi)采動(dòng)壓災(zāi)害顯現(xiàn)明顯。本文以理論分析、物理相似模擬實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬等研究方法,對(duì)房柱式采空區(qū)下覆巖結(jié)構(gòu)、煤柱穩(wěn)定性、頂板應(yīng)力分布、應(yīng)力傳遞及動(dòng)壓防治等問(wèn)題進(jìn)行了研究。通過(guò)物理相似模擬試實(shí)驗(yàn)揭示了寬煤柱下3-1煤開(kāi)采頂板破斷動(dòng)壓機(jī)理,由于房柱采空區(qū)內(nèi)殘留煤柱的存在,關(guān)鍵層在推進(jìn)方向上受力不均勻,當(dāng)關(guān)鍵層斷裂位置位于殘留煤柱下方時(shí),關(guān)鍵層易發(fā)生滑落失穩(wěn);當(dāng)關(guān)鍵層斷裂位置位于兩殘留煤柱之間的采空區(qū)下方時(shí),關(guān)鍵層已發(fā)生回轉(zhuǎn)失穩(wěn)。利用FLAC3D數(shù)值軟件模擬了在3.4m房柱和15m隔離煤柱下,對(duì)2-2煤層進(jìn)行了回采,發(fā)現(xiàn)在3-1煤層上方5m~10m的范圍內(nèi),應(yīng)力曲線波動(dòng)明顯減弱,直接頂上部(0~6m)受煤柱集中應(yīng)力的影響較小,而直接頂上部(6~15m)的關(guān)鍵層受到上部殘留煤柱影響較明顯,2-2煤層殘留煤柱影響深度約為27m。通過(guò)相應(yīng)影響因素確定了支架的工作阻力。分析了深孔預(yù)爆預(yù)防動(dòng)壓機(jī)理,提出了動(dòng)壓力防治技術(shù),井下采用KJ959微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng),地面采用存儲(chǔ)式Y(jié)TZ-3地震儀,在3302工作面過(guò)上覆房柱采空區(qū)煤柱進(jìn)行了預(yù)爆破,根據(jù)微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的微震事件定位,推斷了預(yù)爆影響范圍,在現(xiàn)場(chǎng)取得了良好的預(yù)防效果。
【圖文】：

西安科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文3.3 房柱采空區(qū)煤柱應(yīng)力分布數(shù)值模擬研究3.3.1 數(shù)值模型的建立FLAC3D是由美國(guó) Itasca Consulting Group Inc.公司研發(fā)的三維快速拉格朗日分析軟件，該軟件較好的模擬地質(zhì)材料在達(dá)到強(qiáng)度極限或屈服極限時(shí)發(fā)生的破壞或塑性流動(dòng)的力學(xué)特性[46]，能夠在結(jié)構(gòu)、溫度、流體、巖土等學(xué)科進(jìn)行研究，目前已廣泛應(yīng)用于采礦工程、隧道工程、巖土工程等領(lǐng)域的科學(xué)研究之中。FLAC3D數(shù)值計(jì)算模型根據(jù)韓家灣煤礦工作面綜合柱狀圖構(gòu)建。模型尺寸為200m 20m 110m，，初始模型如圖 3.2 所示。

砂質(zhì)泥巖 5.21 1.9 1.35 39.2 630 340細(xì)粒砂巖 48.5 2.85 1.5 42.0 560 488砂質(zhì)泥巖 5.21 1.9 1.35 39.2 630 340細(xì)粒砂巖 48.5 2.85 1.5 42.0 560 488砂質(zhì)泥巖 5.21 1.9 1.35 39.2 630 340泥巖 41.5 4.12 2.16 37.5 640 330粉砂巖 36.0 3.69 0.65 44.5 1269 620砂質(zhì)泥巖 5.21 1.9 1.35 39.2 630 340細(xì)粒砂巖 48.5 2.85 1.5 42.0 560 488泥巖 41.5 4.12 2.16 37.5 640 330細(xì)粒砂巖 48.5 2.85 1.5 42.0 560 340砂質(zhì)泥巖 5.21 1.9 1.35 39.2 630 488泥巖 41.5 4.12 2.16 37.5 640 3303-1煤 1.1 36.8 587 2863.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析（1）工作面未采時(shí)當(dāng) 2-2煤層開(kāi)采完以后，3-1煤層未開(kāi)采時(shí)，利用 FLAC3D數(shù)值模擬軟件仿真模擬如圖3.3 至 3.5 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TD325.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王家臣;王蕾;郭堯;;基于頂板與煤壁控制的支架阻力的確定[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年08期

2 王繼林;袁永;屠世浩;李波;;大采高綜采采場(chǎng)頂板結(jié)構(gòu)特征與支架合理承載[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2014年04期

3 劉義新;;房柱式采空區(qū)遺留煤柱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)研究[J];煤礦開(kāi)采;2013年03期

4 劉波;李巖;戴華東;楊偉紅;;斜井凍結(jié)壁溫度場(chǎng)分布規(guī)律研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年12期

5 解興智;;淺埋煤層房柱式采空區(qū)下長(zhǎng)壁開(kāi)采礦壓顯現(xiàn)特征[J];煤炭學(xué)報(bào);2012年06期

6 張馳;張濤;韓濤;柏東良;;管壁溫度非恒定條件下單管凍結(jié)溫度場(chǎng)解析計(jì)算[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年03期

7 李金華;王衍森;李大海;張成銀;;開(kāi)挖前多圈管凍結(jié)時(shí)凍結(jié)管受力變形的模擬試驗(yàn)研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2011年07期

8 屠世浩;竇鳳金;萬(wàn)志軍;王方田;袁永;;淺埋房柱式采空區(qū)下近距離煤層綜采頂板控制技術(shù)[J];煤炭學(xué)報(bào);2011年03期

9 張杰;楊相海;;采場(chǎng)覆巖的流固耦合損傷分析[J];西安科技大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

10 屠世浩;王方田;竇鳳金;袁永;魯巖;;上層煤柱下綜放沿空回采巷道礦壓規(guī)律研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王方田;淺埋房式采空區(qū)下近距離煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律及控制[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2012年

2 伊茂森;神東礦區(qū)淺埋煤層關(guān)鍵層理論及其應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 朱濤;極近距離煤層刀柱采空區(qū)下長(zhǎng)壁開(kāi)采礦山壓力及其控制研究[D];太原理工大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2563580