煤礦開采逐漸轉(zhuǎn)向深部,致使越來越多的礦井面臨高瓦斯低透氣性煤層開采的難題,瓦斯治理形式愈發(fā)嚴(yán)峻。降低煤層瓦斯壓力,提高煤層透氣性最有效的方法是進(jìn)行保護(hù)層開采。本文針對無合適煤層作為保護(hù)層開采的高瓦斯低透氣性煤層,提出將近全巖(薄煤線厚夾矸)煤巖層作為保護(hù)層,以實(shí)現(xiàn)對被保護(hù)煤層卸壓增透為目的的技術(shù)。在對近全巖保護(hù)層開采卸壓增透技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,借助理論分析、數(shù)值模擬等研究方法研究了保護(hù)層采厚和層間距對被保護(hù)層卸壓增透效果的影響,并通過現(xiàn)場實(shí)測對卸壓增透效果進(jìn)行了檢驗(yàn)。論文主要研究成果如下:(1)從保護(hù)層開采圍巖應(yīng)力變化和移動變形的角度闡釋了保護(hù)層開采卸壓增透基本原理,介紹了近全巖保護(hù)層開采卸壓增透的主要流程,分析了近全巖保護(hù)層開采卸壓增透技術(shù)關(guān)鍵,總結(jié)了保護(hù)層開采卸壓增透效果的評價指標(biāo)。(2)在分析保護(hù)層開采下伏煤巖體應(yīng)力變化及塑性區(qū)發(fā)育特征的基礎(chǔ)上,根據(jù)彈性力學(xué)理論和底板破壞塑性理論分別建立了支承壓力分布計算力學(xué)模型和塑性區(qū)發(fā)育深度計算模型;推導(dǎo)出了下伏煤巖體任意一點(diǎn)的垂直應(yīng)力計算公式和底板極限塑性破壞區(qū)的最大深度計算公式;分析了近全巖上保護(hù)層采厚及層間距對下伏煤巖體應(yīng)力變化和塑性區(qū)發(fā)育的影響。(3)基于平煤十二礦采礦工程地質(zhì)條件,采用數(shù)值模擬的方法,分析了保護(hù)層開采厚度及層間距對被保護(hù)層垂直應(yīng)力變化特征、垂直位移變化特征以及保護(hù)層底板塑性區(qū)發(fā)育特征的影響規(guī)律,對比分析得到了近全巖上保護(hù)層合理的開采厚度和層間距。(4)統(tǒng)計分析了平煤十二礦近全巖上保護(hù)層工作面煤巖厚度賦存特征,并分析了煤巖體的普氏硬度級別;對近全巖保護(hù)層回采工藝和卸壓瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計;實(shí)測分析了近全巖上保護(hù)層開采的卸壓增透效果。
【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】：2018
【中圖分類】：TD712.6
【部分圖文】：

36（i）推進(jìn) 125m（頂板） （j）推進(jìn) 125m（底板）圖 4-4 被保護(hù)層垂直位移云圖（保護(hù)層采厚 2.0m）Figure 4-4 Vertical displacement contour of the protected layer（Mining thickness is 2.0m）

碩士學(xué)位論文為了比較不同保護(hù)層開采厚度時被保護(hù)層頂?shù)装逦灰谱兓闆r，在相同的煤巖層參數(shù)及保護(hù)層推進(jìn)模式條件下，對 0.5m、1.5m 和 2.5m 的保護(hù)層開采厚度進(jìn)行了模擬，得到保護(hù)層工作面推進(jìn)到 125m 距離時，沿被保護(hù)層頂?shù)装迤拭娴拇怪蔽灰谱兓鐖D 4-7~4-9 所示。將各個采高推進(jìn) 125m 時的頂?shù)装宕怪蔽灰屏考跋鄬ε蛎涀冃瘟繀R總，得到圖 4-10 和圖 4-11。統(tǒng)計不同采厚條件下被保護(hù)層最大膨脹變形量如圖 4-12 所示。

為了比較不同保護(hù)層開采厚度時被保護(hù)層頂?shù)装逦灰谱兓闆r，在相同的煤巖層參數(shù)及保護(hù)層推進(jìn)模式條件下，對 0.5m、1.5m 和 2.5m 的保護(hù)層開采厚度進(jìn)行了模擬，得到保護(hù)層工作面推進(jìn)到 125m 距離時，沿被保護(hù)層頂?shù)装迤拭娴拇怪蔽灰谱兓鐖D 4-7~4-9 所示。將各個采高推進(jìn) 125m 時的頂?shù)装宕怪蔽灰屏考跋鄬ε蛎涀冃瘟繀R總，得到圖 4-10 和圖 4-11。統(tǒng)計不同采厚條件下被保護(hù)層最大膨脹變形量如圖 4-12 所示。（a）頂板 （b）底板圖 4-7 被保護(hù)層垂直位移云圖（保護(hù)層采厚 0.5m）Figure 4-7 Vertical displacement contour of protected layer（Mining thickness is 0.5m）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2822575