【摘要】：本文以內蒙古楊家村煤礦2-2上煤層22采區(qū)綜采工作面區(qū)段煤柱留設為背景,通過現(xiàn)場調研、理論分析、數(shù)值模擬實驗、相似材料模擬試驗與現(xiàn)場礦壓監(jiān)測相結合的方法,研究了淺埋煤層綜采條件下側向支承壓力演化和區(qū)段煤柱留設問題,并在工程實踐中得到驗證,主要研究成果如下:(1)楊家村煤礦煤層賦存穩(wěn)定,無瓦斯及突水危險;通過巖層取芯及室內巖石力學試驗得知,煤層中賦存不穩(wěn)定夾矸,試驗得到各巖層力學參數(shù);所得巖石力學參數(shù)為之后試驗提供了依據(jù)。(2)通過相似材料模擬得到煤層開采頂板運動的彎曲、離層、斷裂、垮落過程,監(jiān)測了煤層開采關鍵層應力先升高后降低的演化趨勢,得到了關鍵層斷裂線位置;分析了楊家村煤礦地層結構,計算了煤層開采“砌體梁”結構的穩(wěn)定性;分析關鍵層及上覆巖層破斷失穩(wěn)應力擾動影響;對模型施加水平應力觀察到模型產生向上發(fā)展的裂隙,裂隙隨著水平應力增加而經歷產生、延伸、貫通的過程,多條裂隙相互貫通向上發(fā)展可影響至地表。(3)數(shù)值模擬動載荷作用下煤層開采不同階段應力分布差異,根據(jù)應力演化曲線規(guī)律將動載荷作用側向煤體應力演化分為4個階段,各階段內煤體塑性區(qū)總體呈現(xiàn)增加趨勢,其演化曲線呈現(xiàn)類拋物線形式;流變狀態(tài)下,隨時間增加側向支承壓力應力集中系數(shù)呈現(xiàn)類拋物線形式降低,極限平衡區(qū)范圍逐漸增加,側向支承壓力影響范圍越來越小,得到了采空區(qū)上覆巖運動趨于穩(wěn)定的時間及高彈性能應力集中的區(qū)域。(4)利用極限平衡理論計算煤層開采煤體塑性區(qū)寬度為5.3m,保持穩(wěn)定最小理論寬度為9m,得到9m、12m、15m、20m四種不同寬度區(qū)段煤柱留設方案;利用FLAC3D模擬9m、12m、15m、20m四種不同寬度區(qū)段煤柱的穩(wěn)定性,得出15m煤柱有利于保持巷道穩(wěn)定性、有利于提供資源回收率,可以作為區(qū)段煤柱合理留設寬度;通過現(xiàn)場監(jiān)測得出:15m區(qū)段煤柱塑性區(qū)范圍及彈性區(qū)寬度,采動條件下巷道圍巖變形數(shù)據(jù),為今后煤層開采及類似礦井開采提供借鑒經驗。
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TD315
【圖文】：

學碩士學位論文下采空區(qū)上覆巖層的裂隙發(fā)育過程。逡逑數(shù)值模擬逡逑數(shù)值模擬軟件，根據(jù)現(xiàn)場地質條件建立數(shù)值模型，分析側向煤體支承壓力分析采空區(qū)上覆巖層運動穩(wěn)定的時間以及支承壓力峰值位置和低應力區(qū)的的區(qū)段煤柱尺寸以及巷道掘進滯后工作面的時間和距離。逡逑

銅匠川鐵路，井田內南部有１０９國道穿過，西邊界有東勝東外環(huán)與國道２１０相接，礦井逡逑進場公路接自哈拉不拉溝運煤專用公路，此外井田西南部以塔拉壕鎮(zhèn)為中心，公路網(wǎng)發(fā)逡逑達，楊家村礦井交通位置圖如圖２．１所示。逡逑％邋—邋１逡逑％邐，家村礦井Ｉ逡逑伊金一邋４／：／逡逑，乫逡逑’邋：｜陜邐店堪十逡逑／邋Ｊ邐ｆ逡逑ｆ邋Ｚ－一邋＾■木縣邐＾逡逑圖２．１楊家村礦井交通位置圖逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｙａｎｇｊｉａｃｕｎ邋ｍｉｎｅ逡逑井田總體地形為南？北低。最聞點位于井田西南部６２８號鉆孔以南的山包上，標尚為逡逑１５４２．４０ｍ，最低點位于井田北部ＧＩ０１號鉆孔附近巴隆圖溝的溝谷中，標高為１４０９．３０ｍ，逡逑最大高差為１３３ｍ。井田位于鄂爾多斯臺向斜東部，地殼完整、穩(wěn)定，根據(jù)中國科學院地逡逑震局資料：井田所在地地震烈度為７度。逡逑根據(jù)地質填圖及鉆探成果對比分析，礦區(qū)地層由老至新發(fā)育有：三疊系上統(tǒng)延長組逡逑（Ｔ３ｙ）、侏羅系中下統(tǒng)延安組（Ｊｌ－２ｙ）、侏羅系中統(tǒng)（Ｊ２）、白堊系下統(tǒng)志丹群（Ｋｌｚｈ）逡逑和第四系（Ｑ）。各巖層厚度巖性及特征描述見地層綜合柱狀圖２．２。逡逑１０逡逑

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本文編號：2717952