發(fā)布時間：2017-08-11 13:11

  本文關(guān)鍵詞：煤礦孤島工作面沖擊危險性識別與防沖研究

  更多相關(guān)文章： 孤島工作面 沖擊地壓 沖擊危險性識別 防沖

【摘要】：針對近年來我國煤礦孤島工作面惡性沖擊地壓事故頻繁發(fā)生的現(xiàn)狀,煤炭行業(yè)將孤島工作面防沖安全列為深部煤炭安全開采的重要課題之一,急需在理論上揭示孤島工作面發(fā)生沖擊的機理,從而為評估孤島工作面的可采性和研發(fā)可靠的防沖技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。本文采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場實測、案例調(diào)研、工程類比等手段,基于可采性對孤島工作面進行了分類,研究了基于應(yīng)力和圍巖穩(wěn)定性關(guān)系的孤島工作面沖擊機理、危險性識別方法和防治技術(shù),取得了如下主要成果：(1)提出了基于可采性的孤島工作面分類新方法。該方法以控制孤島工作面應(yīng)力為基礎(chǔ),綜合考慮采動圍巖結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、采動邊界、煤巖強度等因素,依據(jù)防沖安全性對孤島工作面進行了分類,為確定孤島工作面的可采性和實施分類防治提供了理論支撐。(2)提出了基于應(yīng)力與圍巖穩(wěn)定性關(guān)系的孤島工作面沖擊地壓發(fā)生機理和危險性識別方法。該方法在多個典型孤島工作面得到了應(yīng)用和現(xiàn)場驗證,有效避免了典型孤島工作面的沖擊地壓事故。(3)研究了軟煤孤島工作面沖擊地壓發(fā)生機理與預(yù)警方法。提出了高應(yīng)力作用下軟煤巷道圍巖結(jié)構(gòu)性沖擊失穩(wěn)是導(dǎo)致軟煤沖擊的根源。揭示了“硬煤以孔內(nèi)沖擊煤粉為主、軟煤以孔內(nèi)變形煤粉為主”的危險性預(yù)警機理,并提出了沈陽煤業(yè)集團紅陽三礦的軟煤沖擊危險性預(yù)警指標,該指標在紅陽三礦得到了應(yīng)用和驗證。(4)通過研究特厚煤層劇烈擴容導(dǎo)致煤體強度下降和應(yīng)力急劇變化從而引起重復(fù)沖擊的規(guī)律,揭示了特厚煤層孤島工作面易發(fā)生重復(fù)沖擊的機理,研究成果為孤島工作面防治重復(fù)沖擊災(zāi)害提供了理論基礎(chǔ),并在龍煤集團和阜新礦業(yè)集團得到了應(yīng)用。(5)提出并實施了巨厚巖漿巖失穩(wěn)條件下大孤島工作面的開采方法。根據(jù)孤島工作面沖擊危險性識別結(jié)果,確定了“巨厚巖漿巖失穩(wěn)時孤島工作面不發(fā)生整體沖擊失穩(wěn)”的孤島工作面開采設(shè)計原則。通過將王樓煤礦12310孤島工作面設(shè)計成大寬度孤島工作面,成功實現(xiàn)了該工作面的安全回采。(6)提出并實施了大埋深厚表土薄基巖不對稱孤島工作面的開采方法。根據(jù)孤島工作面沖擊危險性識別結(jié)果,確定了“在大埋深厚表土薄基巖不對稱孤島工作面不發(fā)生整體失穩(wěn)沖擊的前提下,局部沖擊可治”的防沖原則,據(jù)此研究結(jié)果對梁寶寺煤礦3201孤島工作面進行了開采,實現(xiàn)了安全生產(chǎn)孤島工作面開采環(huán)境十分復(fù)雜,本文得到的研究成果還需要在現(xiàn)場應(yīng)用中不斷完善。
【關(guān)鍵詞】：孤島工作面 沖擊地壓 沖擊危險性識別 防沖
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD324
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 引言13-15
• 2 緒論15-26
• 2.1 課題來源、目的及意義15
• 2.2 孤島工作面沖擊地壓災(zāi)害及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 2.2.1 孤島工作面沖擊地壓災(zāi)害現(xiàn)狀16
• 2.2.2 孤島工作面沖擊地壓發(fā)生機理研究現(xiàn)狀16-19
• 2.2.3 孤島工作面沖擊地壓控制技術(shù)現(xiàn)狀19-20
• 2.2.4 孤島工作面沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警技術(shù)現(xiàn)狀20-22
• 2.3 需要進一步解決的問題22-23
• 2.4 課題研究內(nèi)容及技術(shù)路線23-26
• 2.4.1 主要研究內(nèi)容23-24
• 2.4.2 技術(shù)路線24-26
• 3 基于防沖的孤島工作面可采性分類新方法研究26-44
• 3.1 孤島工作面分類現(xiàn)狀26
• 3.2 目前的孤島工作面分類方法分析26-27
• 3.3 基于防沖的孤島工作面可采性分類新方法27-41
• 3.3.1 孤島工作面災(zāi)害類型及致災(zāi)本質(zhì)27-31
• 3.3.2 孤島工作面分類新方法31-40
• 3.3.3 孤島工作面分類新方法的應(yīng)用40-41
• 3.4 本章小節(jié)41-44
• 4 基于應(yīng)力與圍巖關(guān)系的孤島工作面支承壓力估算44-57
• 4.1 孤島工作面支承壓力影響因素分析44-50
• 4.1.1 開采深度對孤島工作面支承壓力的影響44-45
• 4.1.2 覆巖巖性對孤島工作面支承壓力的影響45-47
• 4.1.3 采空區(qū)傾斜寬度對孤島工作面支承壓力的影響47-48
• 4.1.4 孤島工作面傾斜寬度對支承壓力的影響48-49
• 4.1.5 采煤厚度對孤島工作面支承壓力的影響49-50
• 4.2 非充分采動孤島工作面支承壓力的估算50-54
• 4.2.1 力學(xué)估算模型的建立50-51
• 4.2.2 “三帶”中懸跨巖層的應(yīng)力傳遞機制51
• 4.2.3 非充分采動孤島工作面支承壓力估算51-54
• 4.3 充分采動孤島工作面支承壓力估算54
• 4.4 立體孤島工作面支承壓力估算54-55
• 4.5 本章小節(jié)55-57
• 5 基于應(yīng)力與圍巖關(guān)系的孤島工作面沖擊危險性識別57-73
• 5.1 孤島工作面整體失穩(wěn)沖擊機理及沖擊危險性識別57-61
• 5.1.1 孤島工作面整體失穩(wěn)沖擊形式及案例57-59
• 5.1.2 孤島工作面整體失穩(wěn)沖擊機理及沖擊危險性識別59-61
• 5.2 孤島工作面局部沖擊機理及沖擊危險性識別61-69
• 5.2.1 巷幫煤體拋出型沖擊地壓識別62-63
• 5.2.2 頂?shù)装鍙娂羟行蜎_擊地壓識別63-64
• 5.2.3 底板屈曲型沖擊地壓識別64-65
• 5.2.4 巷幫劈裂誘發(fā)型沖擊地壓識別65-69
• 5.3 孤島工作面可采性研究69-71
• 5.4 本章小節(jié)71-73
• 6 孤島工作面防沖體系研究73-86
• 6.1 孤島工作面整體失穩(wěn)沖擊控制74-75
• 6.2 孤島工作面局部沖擊地壓控制75-83
• 6.2.1 采前沖擊危險性評價75-76
• 6.2.2 沖擊地壓防治措施76-79
• 6.2.3 沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警79-82
• 6.2.4 巷道防護措施82-83
• 6.2.5 減小高應(yīng)力區(qū)的擾動83
• 6.3 孤島工作面沖擊地壓安全管理83-84
• 6.4 本章小節(jié)84-86
• 7 軟煤孤島工作面沖擊危險性識別及防沖研究86-114
• 7.1 引言86
• 7.2 軟煤孤島工作面工程概況及可采性分析86-90
• 7.2.1 軟煤孤島工作面工程概況86-87
• 7.2.2 軟煤孤島工作面可采性分析87-90
• 7.3 軟煤孤島工作面沖擊危險性識別90-93
• 7.3.1 軟煤孤島工作面沖擊的“結(jié)構(gòu)效應(yīng)”90-91
• 7.3.2 軟煤孤島工作面結(jié)構(gòu)性沖擊識別91-93
• 7.4 軟煤孤島工作面防沖研究93-112
• 7.4.1 軟煤鉆屑量預(yù)警指標研究93-104
• 7.4.2 軟煤沖擊地壓綜合預(yù)警指標研究104-108
• 7.4.3 水力壓裂破壞軟煤“結(jié)構(gòu)”的沖擊地壓防治技術(shù)108-112
• 7.5 本章小節(jié)112-114
• 8 典型中硬煤孤島面沖擊危險性識別與防沖研究114-160
• 8.1 特厚煤層孤島面重復(fù)沖擊識別及防沖研究114-126
• 8.1.1 引言114-115
• 8.1.2 特厚煤層孤島面可采性分析及重復(fù)沖擊現(xiàn)象115-119
• 8.1.3 特厚煤層孤島面重復(fù)沖擊危險性識別119-125
• 8.1.4 特厚煤層孤島面防沖研究125-126
• 8.2 巨厚巖漿巖失穩(wěn)的孤島面沖擊危險識別及防沖研究126-138
• 8.2.1 引言126
• 8.2.2 巨厚巖漿巖下孤島面工程背景126-127
• 8.2.3 巨厚巖漿巖失穩(wěn)運動誘沖機理分析127-129
• 8.2.4 巨厚巖漿巖失穩(wěn)的大孤島面開采方案129-131
• 8.2.5 巨厚巖漿巖失穩(wěn)的大孤島面沖擊危險識別131-134
• 8.2.6 巨厚巖漿巖失穩(wěn)的大孤島面防沖研究134-136
• 8.2.7 程驗證136-138
• 8.3 不規(guī)則孤島面沖擊危險性識別與防沖研究138-158
• 8.3.1 不規(guī)則孤島面工程背景138-139
• 8.3.2 不規(guī)則孤島面可采性分析139-141
• 8.3.3 隔離煤柱誘發(fā)沖擊危險識別及其合理寬度研究141-145
• 8.3.4 覆巖空間結(jié)構(gòu)演化誘發(fā)孤島面沖擊危險識別145-151
• 8.3.5 不規(guī)則孤島面防沖研究151-158
• 8.4 本章小節(jié)158-160
• 9 結(jié)論160-164
• 9.1 主要結(jié)論160-162
• 9.2 創(chuàng)新點162-163
• 9.3 不足與展望163-164
• 參考文獻164-174
• 附錄A174-179
• 作者簡歷及在學(xué)研究成果179-184
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集184

，

本文編號：656281