多煤層工作面開采時(shí),上下兩層工作面多呈錯(cuò)動(dòng)式布局(內(nèi)錯(cuò)式和外錯(cuò)式)。下層煤回采至大斷層附近時(shí),易形成臨斷層錯(cuò)動(dòng)工作面。張雙樓煤礦9煤層的9119工作面位于7煤層7119工作面采空區(qū)和F9大斷層保護(hù)煤柱正下方,靠近F9大斷層,在回采9119工作面時(shí),不僅受到上層7煤斷層煤柱的高靜載作用,還受到F9大斷層及多層煤覆巖的強(qiáng)動(dòng)載作用,形成了臨斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)工作面,沖擊危險(xiǎn)較高�；诖�,本文以張雙樓煤礦9119工作面(臨斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)工作面)為研究對象,首先采用分析研究了臨斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)工作面的應(yīng)力場及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性特征,然后以9119工作面地質(zhì)概況為背景進(jìn)行數(shù)值模擬,設(shè)計(jì)了臨斷層側(cè)巷道的合理布置位置,并結(jié)合微震監(jiān)測數(shù)據(jù)分析了臨斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)工作面微震活動(dòng)規(guī)律,最后提出了臨斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)工作面沖擊礦壓的防控對策并進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。得出如下結(jié)論:(1)理論分析了臨斷層外錯(cuò)工作面的應(yīng)力場和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性特征。斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)9119工作面應(yīng)力場主要是由自重應(yīng)力場、支承應(yīng)力場和構(gòu)造應(yīng)力場構(gòu)成,覆巖層結(jié)構(gòu)呈短臂“T”型結(jié)構(gòu)和短臂“F”型結(jié)構(gòu),其動(dòng)靜載來源主要為:7煤覆巖運(yùn)動(dòng)的動(dòng)載荷、斷層滑移的動(dòng)載荷、9煤覆巖運(yùn)動(dòng)的動(dòng)載荷、7煤斷層煤柱的靜載荷和9煤斷層煤柱的靜載荷,多場多載荷疊加后沖擊危險(xiǎn)位置主要集中在見方、斷層、褶曲、停采線附近。(2)優(yōu)化了斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)9119工作面巷道的布置位置。FLAC3D數(shù)值模擬結(jié)果表明,距離斷層40~100m的7煤煤柱下方應(yīng)力高,靜載大;布置的回風(fēng)平巷與斷層越近,巷道掘進(jìn)前后應(yīng)力變化越明顯;回風(fēng)平巷布置位置的選擇對掘進(jìn)期間斷層煤柱區(qū)應(yīng)力的影響較小,對回采期間巷道的應(yīng)力有一定影響,其整體應(yīng)力增加20%~30%。從斷層滑移量角度分析,回風(fēng)平巷與斷層的距離越大,斷層滑移量越小。綜合考慮斷層滑移量、斷層煤柱區(qū)、回風(fēng)平巷應(yīng)力分布等因素,建議將巷道布置在距離斷層較遠(yuǎn)的煤柱下方,與斷層距離保持在50~70m之間。(3)基于斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)9119工作面采掘期間微震數(shù)據(jù)分析得到了9119工作面微震活動(dòng)規(guī)律。臨斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)9119工作面掘進(jìn)期間,礦震主要集中在巷道掘進(jìn)前半段及兩條斷層中間位置,巷道后半部分礦震數(shù)量較少;回采期間,礦震主要集中在回風(fēng)平巷,礦震數(shù)量明顯大于運(yùn)輸平巷,且主要位于0~300m和510~704m范圍內(nèi),前部分范圍為煤柱影響,后部分范圍主要為煤柱和斷層的綜合影響區(qū)。(4)結(jié)合斷層區(qū)下煤層外錯(cuò)工作面沖擊特征,得到了針對9119工作面的沖擊礦壓防控技術(shù)。采用掘進(jìn)全斷面卸壓、煤柱邊緣區(qū)沖擊防控技術(shù)、回采堅(jiān)硬頂板切割技術(shù)以及采用合理的回采速度等技術(shù),在實(shí)際工程中可以有效降低大能量礦震發(fā)生幾率。本論文研究成果能夠有效地指導(dǎo)9119工作面的安全高效生產(chǎn)。同時(shí)也為相關(guān)的臨斷層外錯(cuò)工作面防沖設(shè)計(jì)提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。
【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
【部分圖文】：

采掘工程平面圖

圖 2-2 東一及東一下山采區(qū)剖面圖Figure 2-2 Section plan of eastern and eastern downhill district井沖擊危險(xiǎn)性概況沖擊危險(xiǎn)綜合指數(shù)

圖 2-3 9119 工作面沖擊危險(xiǎn)區(qū)域疊加圖（紅色為強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)區(qū)）Figure 2-3 Overlay hazard areas in 9119 working face (Red is Strong Risk Zone)2.2 工作面應(yīng)力場及覆巖特征分析(Analysis of Stress Field andOverburden Characteristics of Working Face)
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本文編號：2880402