發(fā)布時(shí)間：2020-07-15 03:53

【摘要】：隨著我國(guó)煤炭資源開采深度和強(qiáng)度的逐漸增大,沖擊地壓已經(jīng)成為煤炭資源深部開采過(guò)程中面臨的最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。東灘煤礦已進(jìn)入深部階段,受埋深和地應(yīng)力增大的影響,礦井發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)可能性大大增加,且3煤上方厚層堅(jiān)硬頂板的存在進(jìn)一步增大了其發(fā)生沖擊地壓的可能性。因此,研究深部厚層頂板條件下工作面沖擊危險(xiǎn)綜合預(yù)測(cè)與防治顯得尤為重要。本文以東灘礦63上04工作面為工程背景,綜合采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、數(shù)值模擬以及工程實(shí)踐等研究手段,對(duì)東灘煤礦厚硬頂板工作面沖擊地壓危險(xiǎn)源及誘沖機(jī)理、沖擊危險(xiǎn)綜合預(yù)測(cè)和防治方法展開系統(tǒng)研究,取得了如下成果:(1)根據(jù)東灘煤礦63上04工作面工程地質(zhì)概況,分析了工作面開采過(guò)程中的沖擊危險(xiǎn)因素,對(duì)工作面沖擊危險(xiǎn)源進(jìn)行了準(zhǔn)確的辨識(shí);通過(guò)建立工作面厚硬頂板巖梁力學(xué)模型,分析揭示了厚硬頂板工作面沖擊地壓誘發(fā)機(jī)理,研究得出:東灘煤礦63上04工作面沖擊地壓危險(xiǎn)源主要有開采深度、頂?shù)装逍再|(zhì)、厚硬頂板活動(dòng)及地質(zhì)構(gòu)造等因素,其中頂?shù)装逍再|(zhì)和煤層上方厚硬頂板活動(dòng)其關(guān)鍵誘因。(2)應(yīng)用FLAC3D數(shù)值模擬軟件,模擬研究揭示了不同推進(jìn)步距下工作面厚層堅(jiān)硬頂板彈性應(yīng)變能分布規(guī)律與其支承壓力分布規(guī)律,二者具有較大程度的相似性,均呈半橢圓形分布,越靠近工作面中央位置應(yīng)。變能密度峰值和支承壓力峰值比兩端距離煤.壁越遠(yuǎn)、峰值越大,工作面厚硬頂板巖層超前斷裂位置的前方是能量積聚程度最高的區(qū)域;且當(dāng)工作面推進(jìn)至采空區(qū)見方時(shí)沖擊危險(xiǎn)較高。(3)基于工作面沖擊危險(xiǎn)源辨識(shí)結(jié)果,綜合運(yùn)用綜合指數(shù)法、可能性指數(shù)法和“三條件”判別法等對(duì)東灘煤礦63上04工作面沖擊危險(xiǎn)進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)和判定,認(rèn)為63上04工作面具有中等沖擊危險(xiǎn)性;根據(jù)沖擊危險(xiǎn)等級(jí)判定結(jié)果,綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造條件、開采條件等因素影響,對(duì)工作面沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行等級(jí)劃分和區(qū)域圈定,為下一步工作面生產(chǎn)期間沖擊地壓危險(xiǎn)的精細(xì)化監(jiān)測(cè)治理提供了重要的依據(jù)。(4)基于工作面沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域劃分結(jié)果,結(jié)合工作面的具體情況,提出了采用微震監(jiān)測(cè)和鉆屑法聯(lián)合監(jiān)測(cè)預(yù)警方法,分析了工作面回采期間大能量微震事件分布規(guī)律、以及其發(fā)生的前兆特征,得出工作面上方堅(jiān)硬頂板的破斷運(yùn)動(dòng)易產(chǎn)生較大微震能量事件,沖擊危險(xiǎn)性較高的結(jié)論,提出了采用大直徑鉆孔卸壓并對(duì)沖擊地壓危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行分級(jí)卸壓處理,并對(duì)工作面上方堅(jiān)硬頂板采取爆破斷頂?shù)姆椒?取得了較好的效果。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD324
【圖文】：

緒論逡逑據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至２０１７年底，全國(guó)范圍內(nèi)發(fā)生過(guò)沖擊地壓的礦井?dāng)?shù)量由逡逑１９８５年的３２個(gè)增加到現(xiàn)在的１８０多個(gè)，如圖１．２所示，分布在全國(guó)的２０多個(gè)逡逑省市、自治區(qū)等。沖擊地壓已成為我國(guó)深部煤礦開采所面臨的重大安全問題。逡逑山東礦區(qū)是典型的受沖擊地壓災(zāi)害威脅的礦區(qū)，２０１７年山東省共有超過(guò)３５逡逑個(gè)煤礦的１００多個(gè)回采工作面、３０多個(gè)煤礦的２００多條巷道受沖擊地壓災(zāi)害威逡逑脅。對(duì)山東省內(nèi)２５個(gè)沖擊地壓礦井（含按沖擊地壓礦井管理的有潛在沖擊危險(xiǎn)逡逑礦井）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，基本涵蓋了省內(nèi)大部分沖擊地壓礦井，調(diào)研的礦井主要逡逑分布在濟(jì)寧礦區(qū)、菏澤礦區(qū)、棗莊礦區(qū)與新紋礦區(qū)。調(diào)研結(jié)果如圖１．３所示。逡逑恀魏遍、、n佩義希浚海桑希翰罰肥義希埽輳輳澹埽蓿義希ǎ幔┎繕鑠危ǎ猓┘嵊捕グ邋危ǎ悖┎刪蚋哂α﹀義賢跡保車餮鋅缶寤韉匱褂找蚍治鰣義希疲椋紓酰潁邋澹保沖澹粒睿幔歟螅椋簀澹錚駑澹椋睿洌酰悖澹恚澹睿翦澹錚駑澹恚椋睿邋澹潁錚悖脲澹猓酰潁螅翦義洗油跡保晨梢鑰闖觶缶肷畈靠珊�，坚硬顶板活动对冲豁d匱溝姆⑸義掀鷸韉甲饔茫刪蛐緯傻母哂α徊皆黽恿絲缶⑸寤韉匱溝目贍芐�，而辶x蝦裼捕グ逶諉禾扛炒嫘緯曬討釁氈櫬嬖冢捎諂渚哂卸撈氐奈錮砹ρ災(zāi)�，辶x現(xiàn)率姑禾靠曬討脅灰灼貧稀Ｊ導(dǎo)っ鰨嵊捕グ逄跫亂追⑸寤韉匱�，辶x賢被夠嵊捎詼グ宓腦碩斐善淥春閑偷刂試趾

本文編號(hào)：2755938