【摘要】：保德煤礦三盤區(qū)受大范圍沖刷帶侵蝕,沖刷帶作為一種工作面回采過程中較為常見的地質(zhì)異常體,嚴(yán)重影響工作面的安全回采。一方面沖刷帶對煤層的侵蝕使可采資源量減少,同時沖刷帶巖性為硬度較大的砂巖或礫巖,割沖刷帶時易損壞采煤設(shè)備;另一方面沖刷帶侵蝕區(qū)域頂板巖性變化大,不利于巷道支護(hù),易導(dǎo)致頂板事故的發(fā)生。為掌握沖刷帶侵蝕煤層回采過程中礦壓顯現(xiàn)特征,本文以神東保德煤礦81308工作面為研究背景,基于礦井和工作面地質(zhì)賦存條件及開采參數(shù),綜合運(yùn)用理論計算、相似模擬、數(shù)值模擬手段,對沖刷帶侵蝕煤層綜放開采采動應(yīng)力-裂隙演化特征進(jìn)行研究。首先,通過現(xiàn)場調(diào)研獲得保德礦三盤區(qū)沖刷帶侵蝕特點(diǎn)、81308工作面開采參數(shù)及煤巖體力學(xué)參數(shù),為理論分析、相似模擬和數(shù)值模擬試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)支撐。其次,建立沖刷帶影響下采場礦壓力學(xué)模型,對沖刷帶侵蝕下工作面裂隙帶發(fā)育、頂板破斷及支架載荷特點(diǎn)進(jìn)行理論分析發(fā)現(xiàn):沖刷帶侵蝕煤層后采高降低、直接頂厚度增加,采場兩帶發(fā)育高度降低;沖刷段頂板破斷后形成砌體梁結(jié)構(gòu),非沖刷段頂板破斷后在煤壁后方形成短懸臂梁結(jié)構(gòu);為保證覆巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,沖刷段需提供9437~10558kN支撐力,非沖刷段需提供10859~12108kN支撐力。再次,建立相似模擬模型及FLAC、UDEC數(shù)值模擬模型,探究沖刷帶侵蝕對覆巖破斷運(yùn)移、裂隙發(fā)育及應(yīng)力分布特征的影響。研究發(fā)現(xiàn):(1)沖刷段煤層受沖刷帶侵蝕影響采高降低,同時直接頂較厚、垮落矸石充填程度高,基本頂巖層斷裂后,破斷巖塊能形成穩(wěn)定的砌體梁結(jié)構(gòu);非沖刷段回采時,采高較大,直接頂板垮落后離層空間大,基本頂出現(xiàn)整體滑落失穩(wěn),煤壁后方形成短懸臂梁結(jié)構(gòu),基本頂破斷后工作面來壓劇烈。(2)沖刷段回采時,采場應(yīng)力呈對稱拱形分布;回采至非沖刷段時,采場應(yīng)力呈非對稱拱形分布,沖刷段拱高低于非沖刷段。沖刷段煤層垂直應(yīng)力峰值位置同煤壁距離要小于非沖刷段。(3)由于沖刷帶侵蝕對工作面采高的影響,沖刷段裂隙帶發(fā)育高度低于非沖刷段。最后,基于上述研究結(jié)果,結(jié)合81308工作面沖刷帶侵蝕特點(diǎn),綜合分析沖刷帶對工作面回采的影響,并針對性地提出過沖刷帶的措施。研究結(jié)果對沖刷帶侵蝕煤層開采及圍巖控制具有一定的借鑒意義。圖[43]表[7]參[67]
【圖文】：

礦 81308 工作面為研究對象，，基于 8 煤賦存特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬試驗(yàn)、理論分析手段，系作面回采的影響，揭示沖刷帶侵蝕煤層綜放開采線如圖 1 所示。研究基礎(chǔ) 現(xiàn)場調(diào)研、地質(zhì)資料收集

出中間薄、切眼及回撤通道較厚，最厚 7.9m，受厚度最小為 4.4m，平均煤厚 6.6m，屬厚煤層。受性變化較大，由開切眼附近的粗砂巖頂板至工作面。8 煤層厚變化特征見圖 2。
【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】：2019
【分類號】：TD323

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉江明;高潤寶;王曉林;許雪峰;;神東礦區(qū)巷道掘進(jìn)過斷層及不良地質(zhì)體方法淺析[J];煤;2015年10期

2 劉憲正;張智;朱維強(qiáng);;綜采工作面過沖刷帶方法選擇及實(shí)踐[J];煤炭技術(shù);2015年04期

3 謝和平;高峰;鞠楊;高明忠;張茹;高亞楠;劉建峰;謝凌志;;深部開采的定量界定與分析[J];煤炭學(xué)報;2015年01期

4 楊培舉;何燁;郭衛(wèi)彬;;采場上覆巨厚堅(jiān)硬巖漿巖致災(zāi)機(jī)理與防控措施[J];煤炭學(xué)報;2013年12期

5 王福平;閆志青;;大采高綜采工作面過沖刷帶及更換支架技術(shù)應(yīng)用研究[J];煤炭工程;2013年S1期

6 劉書賢;魏曉剛;麻鳳海;王偉;王泓懿;;深部采動覆巖移動變形致災(zāi)的試驗(yàn)分析[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2013年04期

7 段啟兵;;巖漿巖侵入頂板應(yīng)力分布數(shù)值分析[J];煤;2013年04期

8 謝廣祥;王磊;;采場圍巖應(yīng)力殼力學(xué)特征的巖性效應(yīng)[J];煤炭學(xué)報;2013年01期

9 謝和平;周宏偉;薛東杰;王宏偉;張茹;高峰;;煤炭深部開采與極限開采深度的研究與思考[J];煤炭學(xué)報;2012年04期

10 彭可平;董智慧;李學(xué)彬;朱全美;;煤層沖刷帶軟巖巷道支護(hù)技術(shù)研究[J];中國資源綜合利用;2011年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 趙通;近距離巨厚堅(jiān)硬巖層下厚煤層開采頂板的破斷失穩(wěn)機(jī)理及控制研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2018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];中國礦業(yè)大學(xué);2008年

3 楊科;圍巖宏觀應(yīng)力殼和采動裂隙演化特征及其動態(tài)效應(yīng)研究[D];安徽理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 蔣雨辰;海孜井田巖漿構(gòu)造演化區(qū)應(yīng)力分布特征及其對瓦斯動力災(zāi)害控制作用[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

2 劉玉田;火成巖侵入特厚煤層底煤巷頂板破壞規(guī)律及其控制研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

本文編號：2652680