本文關(guān)鍵詞：興隆煤礦傾斜俯偽斜下保護(hù)層開采保護(hù)范圍的研究

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【摘要】：以興隆煤礦傾斜俯偽斜保護(hù)層開采工程實踐為背景,采用實驗室實驗、數(shù)值模擬及現(xiàn)場考察的方法研究了傾斜俯偽斜保護(hù)層開采條件下被保護(hù)層的保護(hù)范圍的劃定方法。通過對不同方法所劃定的保護(hù)范圍進(jìn)行對比分析,取得的研究成果如下:(1)通過進(jìn)行興隆煤礦6#煤層保護(hù)層工作面圍巖的力學(xué)性質(zhì)測定實驗,測得了6#煤層工作面圍巖力學(xué)特性參數(shù)。(2)通過進(jìn)行4#煤層被保護(hù)層保護(hù)范圍的現(xiàn)場考察實驗,得到了4#煤層沿傾向下邊界的有效卸壓角為67.6°、傾向上邊界的有效卸壓角為91.4°。(3)通過建立保護(hù)層開采過程中瓦斯越流的多場耦合模型,利用COMSOL Multiphysics多物理場耦合軟件對模型進(jìn)行求解,并根據(jù)殘余瓦斯壓力判別準(zhǔn)則(殘余瓦斯壓力P0.74MPa)劃定了4#煤層沿傾向上邊界的有效卸壓角為92.7°、沿傾向下邊界的有效卸壓角為70.1°、沿走向的有效卸壓角為62.1°;同時,根據(jù)變形判別準(zhǔn)則(煤層法向膨脹變形≥3‰)劃定的4#煤層沿傾向上邊界的有效卸壓角是90.3°、沿傾向下邊界的有效卸壓角是68.5°、沿走向的有效卸壓角是59.3°。(4)通過將不同方法劃定的結(jié)果和參考《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》劃定的結(jié)果進(jìn)行對比綜合分析,確定了興隆煤礦6#煤層采過后4#煤層沿走向的有效卸壓角范圍是59.3°~62.1°,興隆煤礦6#煤層工作面采過后4#煤層沿傾向下邊界的有效卸壓角范圍是67.6°~70.1°,興隆煤礦6#煤層采過后4#煤層沿傾向上邊界的有效卸壓角范圍是90.3°~92.7°。
【關(guān)鍵詞】：傾斜煤層 下保護(hù)層 數(shù)值模擬 現(xiàn)場考察 保護(hù)范圍
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD823
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 問題的提出9-10
• 1.2 研究目的及意義10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 保護(hù)層保護(hù)效果的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 保護(hù)范圍研究方法的現(xiàn)狀12-13
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線13-17
• 1.4.1 研究內(nèi)容13-14
• 1.4.2 技術(shù)路線14-17
• 2 煤巖力學(xué)性質(zhì)的實驗測定17-23
• 2.1 實驗?zāi)康?/span>17
• 2.2 實驗內(nèi)容17-19
• 2.2.1 實驗設(shè)備的選取17
• 2.2.2 試件取樣17-18
• 2.2.3 實驗測定的步驟18-19
• 2.3 實驗結(jié)果19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-23
• 3 保護(hù)層開采多場耦合數(shù)值模擬研究23-51
• 3.1 概述23-24
• 3.1.1 數(shù)值模擬的應(yīng)用23-24
• 3.1.2 數(shù)值模擬分析方法24
• 3.2 數(shù)值模擬分析的數(shù)學(xué)模型24-27
• 3.2.1 孔隙率的變化規(guī)律概況24
• 3.2.2 煤層瓦斯?jié)B流場的控制方程24-27
• 3.2.3 煤巖體的變形控制方程27
• 3.3 4#煤層保護(hù)范圍的數(shù)值模擬過程27-32
• 3.3.1 幾何模型的建立27-30
• 3.3.2 模型的邊界條件30-31
• 3.3.3 數(shù)值計算的基本參數(shù)31-32
• 3.4 數(shù)值模型的工程驗證32-34
• 3.5 4#煤層保護(hù)范圍的數(shù)值模擬結(jié)果34-48
• 3.5.1 殘余瓦斯壓力判別準(zhǔn)則確定的 4#煤層卸壓角34-40
• 3.5.2 變形判別準(zhǔn)則確定的 4#煤層的卸壓角40-47
• 3.5.3 兩種劃定結(jié)果的對比分析47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-51
• 4 4#煤層保護(hù)范圍的現(xiàn)場考察實驗51-67
• 4.1 現(xiàn)場考察實驗概述51
• 4.2 實驗區(qū)域概況51-52
• 4.2.1 礦井開采概況51
• 4.2.2 現(xiàn)場考察實驗區(qū)概況51-52
• 4.3 現(xiàn)場考察實驗內(nèi)容及考察布置52-56
• 4.3.1 現(xiàn)場考察實驗內(nèi)容52-53
• 4.3.2 現(xiàn)場考察鉆孔布置概況53-56
• 4.4 現(xiàn)場考察實驗參數(shù)的測定方法56-58
• 4.4.1 煤層瓦斯壓力的測定56-57
• 4.4.2 鉆孔自然瓦斯流量的測定57
• 4.4.3 煤層透氣性系數(shù)的測定57-58
• 4.5 興隆煤礦現(xiàn)場測定的結(jié)果及分析58-64
• 4.5.1 煤層瓦斯壓力測定結(jié)果及分析58-61
• 4.5.2 鉆孔瓦斯流量測定結(jié)果及分析61-63
• 4.5.3 6#下保護(hù)層開采的保護(hù)效果分析63-64
• 4.6 現(xiàn)場考察的卸壓角64-66
• 4.6.1 傾向方向上的卸壓角64-66
• 4.7 本章小結(jié)66-67
• 5 不同劃定方法的結(jié)果對比及保護(hù)邊界的確定67-73
• 5.1 保護(hù)范圍的結(jié)果對比67-69
• 5.2 保護(hù)邊界的劃定與計算69-73
• 5.2.1 4#煤層沿走向的保護(hù)邊界的劃定與計算69-70
• 5.2.2 4#煤層沿傾向保護(hù)范圍邊界70-73
• 6 結(jié)論及展望73-77
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 附錄83
• A .作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄:83
• B .作者在攻讀碩士學(xué)位期間獲得的獎勵:83
• C .作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目:83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：622916