【摘要】：煤炭在安全生產(chǎn)過程中,常常會遇到各種礦井事故,其中覆巖破壞引發(fā)的頂板事故給煤礦帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。為了防止這類災(zāi)害的發(fā)生,從事相關(guān)行業(yè)的人們對此十分關(guān)注和重視,迫切需要利用相關(guān)測試技術(shù)和方法對覆巖破壞特征進(jìn)行精細(xì)化研究。文章通過介紹覆巖破壞探測基本原理及測試方法,利用FLAC~(3D)數(shù)值軟件構(gòu)建采場覆巖三維地質(zhì)模型,研究煤層開采過程中覆巖變形破壞的特征,并結(jié)合地電場觀測系統(tǒng)和相關(guān)監(jiān)測技術(shù)對采煤面電阻率值和電極電流變化進(jìn)行有效探測,綜合分析采場覆巖破壞發(fā)育規(guī)律,這對于煤礦安全、高效開采具有重大的意義。根據(jù)內(nèi)蒙古門克慶礦區(qū)某采煤工作面3-1煤層頂板巖層力學(xué)測試數(shù)據(jù),構(gòu)建FLAC~(3D)數(shù)值模型對采場覆巖變形破壞特征進(jìn)行模擬研究。其數(shù)值模擬結(jié)果表明:煤層回采過程中,采場覆巖出現(xiàn)應(yīng)力集中和增大的現(xiàn)象,工作面兩側(cè)及周圍圍巖則形成了應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)。工作面頂板和底板都以剪切破壞為主,采場覆巖塑性區(qū)破壞形態(tài)呈“馬鞍狀”分布,導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度為105.9m;覆巖位移量隨著煤層回采持續(xù)增加,最大可達(dá)0.176m。采用地電場觀測系統(tǒng)和電阻率CT法監(jiān)測技術(shù)對門克慶礦區(qū)某采煤工作面3-1煤層回采過程中覆巖破壞發(fā)育規(guī)律進(jìn)行實測,其中電阻率反演結(jié)果和電極電流比值變化結(jié)果確定了覆巖導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度為108m,為砂質(zhì)泥巖與泥巖界面位置;垮落帶發(fā)育高度為22m,為細(xì)粒砂巖和中粒砂巖界面位置。工作面超前應(yīng)力影響范圍為60m,離層裂隙帶發(fā)育范圍為120~127m。3-1煤層平均采高4.35m,裂采比為24.6,垮采比為5.1。工作面導(dǎo)水裂縫帶的鞍部發(fā)育高度略低于邊緣高度。通過對數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測結(jié)果的綜合分析,判斷兩者探測的導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度和覆巖破壞發(fā)育形態(tài)是基本一致的,從而確定侏羅紀(jì)3-1煤層開采導(dǎo)致導(dǎo)水裂隙帶最終發(fā)育高度為108m,垮落帶發(fā)育高度為22m。又由于經(jīng)驗公式所得的導(dǎo)水裂隙帶高度較實測結(jié)果相差較大,表明防治水規(guī)定的“兩帶”計算公式具有一定的局限性和區(qū)域性,在門克慶礦區(qū)不能完全適用。同時,實測結(jié)果中裂高比和垮采比可以為侏羅紀(jì)煤層開采覆巖破壞發(fā)育規(guī)律研究提供一定的參考價值,為礦井安全生產(chǎn)、水害防治和保護(hù)煤柱的留設(shè)提供一定的基本保障。圖[23]表[5]參考文獻(xiàn)[98]
【圖文】：

-2017年煤礦事故統(tǒng)計

技術(shù)路線圖
【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】：TD325

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄧玉華;孫國文;黃滾;;傾斜煤層深部開采覆巖破壞規(guī)律的數(shù)值模擬研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2015年05期

2 尹光志;何兵;王浩;張先萌;;深部采動影響下覆巖蠕變損傷破壞規(guī)律[J];煤炭學(xué)報;2015年06期

3 張丹;張平松;施斌;王宏憲;李長圣;;采場覆巖變形與破壞的分布式光纖監(jiān)測與分析[J];巖土工程學(xué)報;2015年05期

4 呂文宏;;覆巖頂板導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度模擬與實測[J];西安科技大學(xué)學(xué)報;2014年03期

5 張勇;張保;張春雷;趙健健;劉金凱;張世青;;厚煤層采動裂隙發(fā)育演化規(guī)律及分布形態(tài)研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年06期

6 仇圣華;楊志錫;劉光照;曹福輝;劉猛;褚衍江;;煤層開采后覆巖導(dǎo)水裂隙帶高度的模擬研究[J];煤礦安全;2013年06期

7 崔安義;;基于EH-4大地電磁法探測導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年08期

8 敖衛(wèi)華;黃文輝;姚艷斌;劉浩;;華北東部地區(qū)深部煤炭資源特征及開發(fā)潛力[J];資源與產(chǎn)業(yè);2012年03期

9 吳榮新;張衛(wèi);張平松;;并行電法監(jiān)測工作面“垮落帶”巖層動態(tài)變化[J];煤炭學(xué)報;2012年04期

10 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

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陳燃;電阻率成像法的高效采集與高分辨成像[D];浙江大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 徐寶超;采動條件下斷層活動性綜合監(jiān)測方法與模擬研究[D];安徽理工大學(xué);2018年

2 孫越;采動應(yīng)力場演變規(guī)律及覆巖破壞形態(tài)試驗研究[D];河北工程大學(xué);2018年

3 朱威;軟巖工作面開采引起上覆巖層移動變形規(guī)律研究[D];安徽理工大學(xué);2017年

4 李奇賢;采動覆巖裂隙場發(fā)育演化規(guī)律模擬實驗研究[D];河北工程大學(xué);2017年

5 李成森;電阻率成像技術(shù)在煤礦防治水方面的應(yīng)用研究[D];山東科技大學(xué);2010年

6 董春勇;網(wǎng)絡(luò)并行電法在覆巖破壞動態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用[D];安徽理工大學(xué);2009年

7 任強(qiáng);采場覆巖變形破壞規(guī)律的數(shù)值模擬及敏感性分析[D];山東科技大學(xué);2007年

，

本文編號：2697977