本文關(guān)鍵詞：棋盤井煤礦9~#2盤區(qū)頂板穩(wěn)定性分析研究

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【摘要】：煤層頂板的穩(wěn)定性是決定井下職工的人身安全能否得到保障,煤礦是否能進(jìn)行安全生產(chǎn)活動的重要因素之一。而煤層頂板巖體的工程地質(zhì)特征是決定頂板穩(wěn)定性的重要因素,本文以棋盤井煤礦9#2盤區(qū)煤層頂板為研究對象,結(jié)合3Dmine軟件,對影響煤層頂板穩(wěn)定性的沉積特征、構(gòu)造特征、巖石的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析研究,并對分析結(jié)果進(jìn)行整合以此來作為判斷煤層頂板是否穩(wěn)定的指標(biāo)因素。沉積特征對煤層頂板穩(wěn)定性的影響主要從對各鉆孔資料所揭露煤層頂板變形厚度50m范圍內(nèi)的主體巖性的分區(qū)變化特征、頂板巖體厚度空間變化規(guī)律、頂板巖性分區(qū)變化特征、煤層頂板組合類型的分區(qū)變化特征四個方面進(jìn)行了分析。構(gòu)造特征中因褶皺在9#2盤區(qū)內(nèi)的發(fā)育程度不高,因此重點(diǎn)對以斷裂分維度為基礎(chǔ)的斷裂網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度進(jìn)行了分區(qū)研究。對頂板巖體的力學(xué)性質(zhì)的研究主要選取了巖體單軸抗壓強(qiáng)度,并對抗壓強(qiáng)度的空間變化規(guī)律進(jìn)行了分析研究。對棋盤井煤礦9#2盤區(qū)煤層頂板穩(wěn)定性進(jìn)行等級的劃分,共分為穩(wěn)定、較穩(wěn)定、不穩(wěn)定和極不穩(wěn)定四個等級,結(jié)合集對分析的理論方法,在前文中所分析研究的影響因素中,選取六種關(guān)鍵因素并對所分析的結(jié)果進(jìn)行整合,求取各個因素在不同的穩(wěn)定性等級內(nèi)的IDO聯(lián)系度,進(jìn)而求取整個區(qū)域的在不同的穩(wěn)定性等級內(nèi)的聯(lián)系度,根據(jù)最優(yōu)原則對9#2盤區(qū)的穩(wěn)定性等級進(jìn)行分區(qū)。結(jié)果表明：棋盤井煤礦9#2盤區(qū)頂板穩(wěn)定性主要以較穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)為主,約占盤區(qū)總面積的70%。其中穩(wěn)定區(qū)主要分布在9#2盤區(qū)中部、中西部與西南部,較穩(wěn)定區(qū)主要分布在盤區(qū)北部和中南部,這兩種頂板類型較安全,但在掘進(jìn)和回采過程中必須按照相關(guān)的技術(shù)要求及時進(jìn)行放頂。不穩(wěn)定區(qū)由盤區(qū)的西南部開始貫穿盤區(qū)中部以及盤區(qū)南部也有少量的分布,極不穩(wěn)定區(qū)主要分布在盤區(qū)中部、西北部和中南部,這兩種頂板的危險性較高,因此在掘進(jìn)和回采過程中必須進(jìn)行隱患排查,及時進(jìn)行管理和支護(hù),避免頂板事故的發(fā)生。運(yùn)用FLAC3D模擬軟件建立了棋盤井煤礦9#2盤區(qū)I020902工作面的地質(zhì)數(shù)值模型,采用分步開采的方式,對回采過程中由于開采所造成的圍巖的應(yīng)力變化特征、位移變化特征及覆巖的破壞特征進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明,在工作面推進(jìn)至80米時,覆巖破壞高度達(dá)到最大值46米。通過上述研究,以期為棋盤井煤礦9#2盤區(qū)掘進(jìn)和回采提供一定的預(yù)測指導(dǎo),降低頂板事故的發(fā)生概率。
【關(guān)鍵詞】：頂板穩(wěn)定性 分區(qū)特征 集對分析 IDO聯(lián)系度 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD327.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 選題依據(jù)及背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 影響頂板穩(wěn)定性因素研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 頂板穩(wěn)定性預(yù)測方法研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 集對分析法研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線16-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容16
• 1.3.2 研究方法16-17
• 1.3.3 技術(shù)路線17-18
• 第二章 棋盤井煤礦礦區(qū)概況18-28
• 2.1 地理位置及自然地理概況18-19
• 2.2 煤系地層特性19-23
• 2.3 地質(zhì)構(gòu)造23-25
• 2.4 棋盤井煤礦9~#2盤區(qū)地質(zhì)條件25-28
• 第三章 棋盤井煤礦9~#2盤區(qū)頂板穩(wěn)定性影響因素分析28-48
• 3.1 煤層頂板范圍的確定28-29
• 3.2 沉積因素對9~#2盤區(qū)煤層頂板穩(wěn)定性的影響分析29-38
• 3.2.1 9~#2盤區(qū)煤層頂板主體巖性分區(qū)變化特征分析29-31
• 3.2.2 9~#2盤區(qū)煤層頂板巖體厚度空間變化規(guī)律分析31-33
• 3.2.3 9~#2盤區(qū)煤層頂板巖性分區(qū)變化特征分析33-36
• 3.2.4 9~#2盤區(qū)煤層頂板組合類型分區(qū)變化特征分析36-38
• 3.3 構(gòu)造因素對9~#2盤區(qū)煤層頂板穩(wěn)定性影響因素分析38-44
• 3.3.1 9~#2盤區(qū)褶皺發(fā)育程度分析39
• 3.3.2 9~#2盤區(qū)斷裂結(jié)構(gòu)面復(fù)雜程度分析39-44
• 3.4 9~#2盤區(qū)煤層頂板巖體力學(xué)性質(zhì)對穩(wěn)定性的影響分析44-47
• 3.4.1 9~#2盤區(qū)巖體抗壓強(qiáng)度的空間分布特征分析45-47
• 3.5 小結(jié)47-48
• 第四章 基于集對分析的棋盤井煤礦9~#2盤區(qū)穩(wěn)定性綜合分區(qū)48-78
• 4.1 集對分析的基本原理49-54
• 4.1.1 IDO聯(lián)系度的確定50-53
• 4.1.2 基于聯(lián)系度的評價級別的確定53-54
• 4.2 棋盤井煤礦9~#2盤區(qū)頂板穩(wěn)定性分析模型的建立54-57
• 4.2.1 分析指標(biāo)的選擇54
• 4.2.2 各分析指標(biāo)IDO聯(lián)系度計算54-57
• 4.3 區(qū)域1頂板穩(wěn)定性分析57-61
• 4.4 區(qū)域4頂板穩(wěn)定性分析61-65
• 4.5 區(qū)域12頂板穩(wěn)定性分析65-69
• 4.6 區(qū)域15頂板穩(wěn)定性分析69-73
• 4.7 棋盤井煤礦9~#2盤區(qū)頂板穩(wěn)定性綜合分區(qū)分析73-76
• 4.8 小結(jié)76-78
• 第五章 棋盤井煤礦9~#2盤區(qū)1020902工作面頂板穩(wěn)定性數(shù)值模擬78-88
• 5.1 FLAC~（3D）程序軟件簡介78-79
• 5.2 I020902工作面數(shù)值模擬計算模型與計算參量79-82
• 5.2.1 I020902工作面采動效應(yīng)數(shù)值模擬79-80
• 5.2.2 模型建立及參數(shù)的確定80-82
• 5.3 數(shù)值模擬模擬結(jié)果分析82-86
• 5.3.1 應(yīng)力變化特征分析82-84
• 5.3.2 位移模擬結(jié)果分析84-85
• 5.3.3 覆巖破壞特征分析85-86
• 5.4 小結(jié)86-88
• 第六章 結(jié)論88-90
• 6.1 主要結(jié)論88-89
• 6.2 建議89-90
• 致謝90-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 附錄 (攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文)96

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本文編號：833622