本文關鍵詞：胡家河煤礦特厚堅硬煤層煤柱區(qū)沖擊礦壓規(guī)律及防治研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國礦業(yè)大學》 2015年

胡家河煤礦特厚堅硬煤層煤柱區(qū)沖擊礦壓規(guī)律及防治研究

蘇振國  

【摘要】：煤礦沖擊礦壓防治是一個世界性難題,近年來,隨著煤礦開采深度的增加,沖擊礦壓問題日益突出,尤其是煤柱區(qū)的沖擊礦壓更為嚴重。本文以胡家河煤礦401102工作面區(qū)段煤柱區(qū)沖擊礦壓防治為研究對象,通過理論分析、數值模擬及現場實測數據分析等方法,分析了特厚堅硬煤層、堅硬頂板條件下區(qū)段煤柱區(qū)沖擊礦壓發(fā)生機理,研究了礦震規(guī)律及沖擊礦壓防治技術,優(yōu)化了煤柱區(qū)巷道布置,為類似條件下礦井安全開采提供理論依據和借鑒�；诘V山壓力與巖層控制、材料力學等相關理論,分析了特厚堅硬煤層煤柱區(qū)覆巖結構特征及應力分布規(guī)律,確定了關鍵層位置及“T”型覆巖空間結構。通過“動靜疊加誘發(fā)沖擊原理,確定了以自重應力、構造應力及支承應力為主的靜載力源及老頂來壓、覆巖運動為主的動載力源,分析了特厚堅硬煤層煤柱區(qū)沖擊礦壓主要顯現方式。根據現場實測參數,建立了FLAC2D數值模型,模擬分析了動靜載疊加作用下煤柱區(qū)應力分布狀態(tài)及變形特征,結果表明:靜載條件下煤柱區(qū)積聚了較高的彈性變形能,在動載擾動疊加作用下應力瞬間增加,當超過其承載極限后誘發(fā)沖擊破壞;應力增量隨著加載強度的增加而逐漸升高,當加載75MPa時,應力增量可達11.2MPa;同時動載作用加劇了采掘空間煤巖體損傷破壞程度,破壞周圍煤巖體的整體結構,塑性破壞區(qū)面積擴大,應力轉移,底板的位移量明顯增加。結合工作面布置參數及煤層賦存條件,分析了煤柱內垂直應力隨煤柱寬度增加的變化規(guī)律,結果顯示:當煤柱寬度較小時,垂直應力隨著煤柱寬度的增加而增加,當煤柱寬度在20~25m之間達到峰值,之后隨著煤柱寬度的增加呈“馬鞍”狀分布。根據模擬結果對煤柱區(qū)巷道留設方式進行了優(yōu)化設計。分析了礦震能量、頻次變化規(guī)律,應用沖擊變形能指標和震動波CT技術,建立了評價指標值,實現了區(qū)域性的動靜載聯合監(jiān)測,并結合綜合指數法對采掘期間煤柱區(qū)沖擊危險區(qū)域進行了劃分,針對不同的危險等級提出了以大直徑鉆孔卸壓、煤體卸壓爆破、頂板深孔爆破為主的卸壓治理方案,現場應用表明:卸壓措施可改變周圍煤巖體的儲能結構,有效地降低煤柱內的應力集中程度,防沖效果明顯。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD324
【目錄】：

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