為解決近距離煤層下行開采中下位煤層采場礦壓規(guī)律與瓦斯防治的難題,本文進行了以近距離煤層為研究對象的下位煤層采場礦壓規(guī)律和瓦斯運移與防治措施研究。針對以上兩個研究內(nèi)容,對現(xiàn)場煤巖樣進行力學性質(zhì)測定,再通過數(shù)值模擬方法分析了不同寬度殘留區(qū)段煤柱對底板的影響,確定了煤柱合理寬度,在此基礎(chǔ)上通過相似模擬實驗研究了近距離煤層開采的覆巖移動規(guī)律,數(shù)值模擬分析了近距離下位煤層采場在煤柱與采空區(qū)范圍內(nèi)的頂板穩(wěn)定性,得出合理的頂板支護參數(shù),進行了下位煤層礦壓觀測；深入研究了近距離下位煤層采場瓦斯來源、抽放原理及運移規(guī)律。在此基礎(chǔ)上在烏達礦區(qū)五虎山礦設(shè)計實施了下位煤層采場薄層破碎頂板的合理加固控制方案和采場瓦斯防治方案,取得了良好的社會經(jīng)濟效益。 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(北京)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細摘要
Abstract
1 引言
    1.1 近距離煤層采場礦壓與瓦斯防治問題的提出
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 近距離煤層開采理論及方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 近距離下位煤層采場礦壓規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.3 近距離煤層瓦斯運移儲集規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.4 近距離煤層瓦斯防治技術(shù)理論研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容及方法
        1.3.1 本論文研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法與技術(shù)路線
2 殘留區(qū)段煤柱對下位煤層采場圍巖影響的數(shù)值模擬研究
    2.1 前言
    2.2 下位煤層煤樣及其直接頂巖樣力學參數(shù)的測定
        2.2.1 煤巖樣品的采集及測試過程
        2.2.2 煤巖樣品幾何力學特征及取樣圍巖分類評價
    2.3 不同寬度殘留區(qū)段煤柱影響的數(shù)值模擬
        2.3.1 近距離煤層采動整體模型的建立
        2.3.2 不同寬度殘留區(qū)段煤柱對頂?shù)装鍘r層影響分析
    2.4 殘留區(qū)段煤柱對下位煤層采場圍巖的影響分析
    2.5 本章小結(jié)
3 近距離煤層開采相似模擬和下位煤層端面頂板穩(wěn)定性分析
    3.1 前言
    3.2 近距離煤層開采的相似模擬實驗分析
        3.2.1 近距離煤層相似模擬研究意義及實驗過程
        3.2.2 近距離煤層回采時頂板垮落特征分析
        3.2.3 近距離煤層回采時夾層應(yīng)力分布分析
    3.3 殘留區(qū)段煤柱對下位煤層端面頂板影響的數(shù)值模擬分析
        3.3.1 下位煤層采場UDEC數(shù)值模型的建立與計算
        3.3.2 采空區(qū)范圍內(nèi)下位煤層采場頂板穩(wěn)定性模擬研究
        3.3.3 區(qū)段殘留煤柱作用范圍內(nèi)下位煤層采場頂板穩(wěn)定性模擬研究
        3.3.4 下位煤層采場端面煤巖體冒漏頂控制參數(shù)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 五虎山礦近距離下位煤層采場礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及控制
    4.1 前言
    4.2 礦山壓力觀測的意義及工程概況
        4.2.1 現(xiàn)場礦山壓力觀測的意義
        4.2.2 五虎山礦近距離煤層現(xiàn)場工程概況
    4.3 近距離下位煤層1001綜采工作面礦壓觀測及分析
        4.3.1 1001綜采工作面礦壓觀測方案的確定
        4.3.2 1001綜采工作面液壓支架工作阻力分布及變化特征分析
        4.3.3 1001綜采工作面端面冒頂片幫信息分布特征
        4.3.4 1001綜采工作面支架的幾何位態(tài)特征分析
    4.4 近距離下位煤層1001綜采面薄層破碎頂板加固研究與實踐
        4.4.1 下位煤層薄層破碎頂板加固的必要性
        4.4.2 采場薄層破碎頂板加固技術(shù)的現(xiàn)狀與選擇
        4.4.3 薄層破碎頂板加固方案設(shè)計及其實施
    4.5 本章小結(jié)
5 近距離下位煤層采場瓦斯抽放原理及運移規(guī)律研究
    5.1 前言
    5.2 近距離下位煤層采場瓦斯來源分析
    5.3 近距離煤層采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)原理
        5.3.1 近距離煤層采空區(qū)瓦斯來源與涌出特征
        5.3.2 近距離煤層采空區(qū)瓦斯抽放方法與原理
        5.3.3 影響采空區(qū)瓦斯抽放的主要參數(shù)及分析
    5.4 均壓通風技術(shù)原理及對瓦斯防治效應(yīng)
        5.4.1 均壓通風防治瓦斯的基本原理
        5.4.2 均壓通風的基本類型及均壓點的確定
    5.5 下位煤層采場瓦斯流場受均壓通風影響的數(shù)值模擬
        5.5.1 FLUENT軟件簡介與CFD模型模擬理論基礎(chǔ)
        5.5.2 采空區(qū)瓦斯三維運移規(guī)律的CFD模型建立
        5.5.3 數(shù)值模擬結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
6 近距離下位煤層瓦斯防治技術(shù)與工程實踐
    6.1 前言
    6.2 五虎山礦近距離煤層的瓦斯問題
    6.3 1001綜采工作面瓦斯防治技術(shù)方案與參數(shù)
        6.3.1 1001綜采面巷道高位抽放上層采空區(qū)瓦斯技術(shù)方案與參數(shù)
        6.3.2 1001綜采面采空區(qū)瓦斯埋管抽放技術(shù)方案與參數(shù)
        6.3.3 1001綜采面均壓通風技術(shù)方案與參數(shù)
    6.4 近距離煤層瓦斯防治總體工程實踐應(yīng)用效果
        6.4.1 近距離煤層瓦斯防治現(xiàn)場施工工藝
        6.4.2 現(xiàn)場瓦斯監(jiān)測方法
        6.4.3 現(xiàn)場瓦斯監(jiān)測結(jié)果及分析
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 研究取得的主要成果
    7.2 論文創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3635417