沖擊地壓是煤礦煤巖動力災(zāi)害之一,其影響因素眾多,機理復(fù)雜,是巖石力學(xué)和采礦工程中的研究難點與熱點之一。本文以張雙樓煤礦74102工作面7、9煤煤層合并區(qū)為研究背景,綜合采用理論分析、數(shù)值模擬、實驗室試驗、現(xiàn)場監(jiān)測等研究方法,對煤層合并區(qū)采動應(yīng)力分布與演化規(guī)律、沖擊地壓發(fā)生原因、監(jiān)測預(yù)警與防治技術(shù)進行了綜合研究,并在現(xiàn)場實施應(yīng)用�；�74102工作面地質(zhì)與生產(chǎn)技術(shù)條件,分析了7、9煤煤層合并對采動應(yīng)力分布規(guī)律與沖擊地壓的影響,對煤層合并區(qū)沖擊危險性進行了評價,確定了煤層合并區(qū)的沖擊危險等級與影響范圍。利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件,模擬研究了煤層合并區(qū)煤層應(yīng)力分布與演化規(guī)律,結(jié)果表明張雙樓煤礦74102工作面煤層合并區(qū)隨底煤厚度增大,煤層峰值應(yīng)力和應(yīng)力集中系數(shù)隨之增大,煤層合并區(qū)的影響范圍約為50m。模擬回采過程得到煤層合并區(qū)底煤厚度6m區(qū)域煤層平均垂直應(yīng)力峰值是無底煤區(qū)的1.18倍,運輸巷底板平均垂直應(yīng)力峰值是無底煤區(qū)的1.13倍,運輸巷巷幫平均垂直應(yīng)力峰值是無底煤區(qū)的1.06倍;底煤厚度8m區(qū)域工作面煤層平均垂直應(yīng)力峰值是無底煤區(qū)的1.26倍,運輸巷底板平均垂直應(yīng)力是無底煤區(qū)的1.15倍,運輸巷巷幫平均垂直應(yīng)力峰值是無底煤區(qū)的1.1倍。工作面應(yīng)力集中系數(shù)最大可達4.75,煤層中易積聚彈性能,從而導(dǎo)致高能量破裂震動與沖擊地壓的發(fā)生。針對工作面與巷道底煤厚度大,易于發(fā)生沖擊顯現(xiàn),提出在巷道內(nèi)向工作面底煤區(qū)域?qū)嵤┻h程高壓注水軟化防沖技術(shù)。實驗室進行了不同注水參數(shù)下底煤物理力學(xué)性質(zhì)與破裂模式的實驗研究。通過不同含水率煤巖聲發(fā)射特征試驗得出,隨著煤樣含水率的增加,煤樣單軸抗壓強度降低、彈性模量減小;煤巖聲發(fā)射事件率、應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系趨勢具有較好的一致性;聲發(fā)射累計振鈴計數(shù)與煤巖含水率呈負相關(guān)關(guān)系。試驗煤樣含水率為2.41%時,煤巖單軸抗壓強度最小,事件率和振鈴計數(shù)也相對較小,煤巖體軟化效果最好。這為74102工作面煤層遠程高壓注水防沖設(shè)計與參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)�；诶碚摲治�、數(shù)值模擬與實驗室試驗,制定了74102工作面煤層合并區(qū)沖擊地壓防治技術(shù)體系,形成了以工作面底煤的遠程高壓注水軟化技術(shù)、巷道底煤合并區(qū)爆破卸壓技術(shù)和大直徑鉆孔預(yù)卸壓技術(shù)為主的沖擊地壓綜合治理方案。通過微震監(jiān)測研究了煤層合并區(qū)震動時空強演化規(guī)律,同時利用微震指標對沖擊地壓危險區(qū)域卸壓解危效果進行檢驗�，F(xiàn)場實踐驗證了理論分析結(jié)果與防治技術(shù)參數(shù)的合理性,確保了工作面安全回采。論文研究成果有效地指導(dǎo)了74102工作面安全回采,可為類似條件沖擊危險控制提供理論支撐和技術(shù)參考。該論文有圖128幅,表11個,參考文獻80篇。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD324

【參考文獻】

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本文編號：2820577