【摘要】：本文以內(nèi)蒙古楊家村煤礦2-2上煤層22采區(qū)綜采工作面區(qū)段煤柱留設(shè)為背景,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)、相似材料模擬試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)礦壓監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法,研究了淺埋煤層綜采條件下側(cè)向支承壓力演化和區(qū)段煤柱留設(shè)問(wèn)題,并在工程實(shí)踐中得到驗(yàn)證,主要研究成果如下:(1)楊家村煤礦煤層賦存穩(wěn)定,無(wú)瓦斯及突水危險(xiǎn);通過(guò)巖層取芯及室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)得知,煤層中賦存不穩(wěn)定夾矸,試驗(yàn)得到各巖層力學(xué)參數(shù);所得巖石力學(xué)參數(shù)為之后試驗(yàn)提供了依據(jù)。(2)通過(guò)相似材料模擬得到煤層開(kāi)采頂板運(yùn)動(dòng)的彎曲、離層、斷裂、垮落過(guò)程,監(jiān)測(cè)了煤層開(kāi)采關(guān)鍵層應(yīng)力先升高后降低的演化趨勢(shì),得到了關(guān)鍵層斷裂線位置;分析了楊家村煤礦地層結(jié)構(gòu),計(jì)算了煤層開(kāi)采“砌體梁”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;分析關(guān)鍵層及上覆巖層破斷失穩(wěn)應(yīng)力擾動(dòng)影響;對(duì)模型施加水平應(yīng)力觀察到模型產(chǎn)生向上發(fā)展的裂隙,裂隙隨著水平應(yīng)力增加而經(jīng)歷產(chǎn)生、延伸、貫通的過(guò)程,多條裂隙相互貫通向上發(fā)展可影響至地表。(3)數(shù)值模擬動(dòng)載荷作用下煤層開(kāi)采不同階段應(yīng)力分布差異,根據(jù)應(yīng)力演化曲線規(guī)律將動(dòng)載荷作用側(cè)向煤體應(yīng)力演化分為4個(gè)階段,各階段內(nèi)煤體塑性區(qū)總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì),其演化曲線呈現(xiàn)類拋物線形式;流變狀態(tài)下,隨時(shí)間增加側(cè)向支承壓力應(yīng)力集中系數(shù)呈現(xiàn)類拋物線形式降低,極限平衡區(qū)范圍逐漸增加,側(cè)向支承壓力影響范圍越來(lái)越小,得到了采空區(qū)上覆巖運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)定的時(shí)間及高彈性能應(yīng)力集中的區(qū)域。(4)利用極限平衡理論計(jì)算煤層開(kāi)采煤體塑性區(qū)寬度為5.3m,保持穩(wěn)定最小理論寬度為9m,得到9m、12m、15m、20m四種不同寬度區(qū)段煤柱留設(shè)方案;利用FLAC3D模擬9m、12m、15m、20m四種不同寬度區(qū)段煤柱的穩(wěn)定性,得出15m煤柱有利于保持巷道穩(wěn)定性、有利于提供資源回收率,可以作為區(qū)段煤柱合理留設(shè)寬度;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得出:15m區(qū)段煤柱塑性區(qū)范圍及彈性區(qū)寬度,采動(dòng)條件下巷道圍巖變形數(shù)據(jù),為今后煤層開(kāi)采及類似礦井開(kāi)采提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD315
【圖文】：

學(xué)碩士學(xué)位論文下采空區(qū)上覆巖層的裂隙發(fā)育過(guò)程。逡逑數(shù)值模擬逡逑數(shù)值模擬軟件，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件建立數(shù)值模型，分析側(cè)向煤體支承壓力分析采空區(qū)上覆巖層運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的時(shí)間以及支承壓力峰值位置和低應(yīng)力區(qū)的的區(qū)段煤柱尺寸以及巷道掘進(jìn)滯后工作面的時(shí)間和距離。逡逑

銅匠川鐵路，井田內(nèi)南部有１０９國(guó)道穿過(guò)，西邊界有東勝東外環(huán)與國(guó)道２１０相接，礦井逡逑進(jìn)場(chǎng)公路接自哈拉不拉溝運(yùn)煤專用公路，此外井田西南部以塔拉壕鎮(zhèn)為中心，公路網(wǎng)發(fā)逡逑達(dá)，楊家村礦井交通位置圖如圖２．１所示。逡逑％邋—邋１逡逑％邐，家村礦井Ｉ逡逑伊金一邋４／：／逡逑，乫逡逑’邋：｜陜邐店堪十逡逑／邋Ｊ邐ｆ逡逑ｆ邋Ｚ－一邋＾■木縣邐＾逡逑圖２．１楊家村礦井交通位置圖逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｙａｎｇｊｉａｃｕｎ邋ｍｉｎｅ逡逑井田總體地形為南？北低。最聞點(diǎn)位于井田西南部６２８號(hào)鉆孔以南的山包上，標(biāo)尚為逡逑１５４２．４０ｍ，最低點(diǎn)位于井田北部ＧＩ０１號(hào)鉆孔附近巴隆圖溝的溝谷中，標(biāo)高為１４０９．３０ｍ，逡逑最大高差為１３３ｍ。井田位于鄂爾多斯臺(tái)向斜東部，地殼完整、穩(wěn)定，根據(jù)中國(guó)科學(xué)院地逡逑震局資料：井田所在地地震烈度為７度。逡逑根據(jù)地質(zhì)填圖及鉆探成果對(duì)比分析，礦區(qū)地層由老至新發(fā)育有：三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組逡逑（Ｔ３ｙ）、侏羅系中下統(tǒng)延安組（Ｊｌ－２ｙ）、侏羅系中統(tǒng)（Ｊ２）、白堊系下統(tǒng)志丹群（Ｋｌｚｈ）逡逑和第四系（Ｑ）。各巖層厚度巖性及特征描述見(jiàn)地層綜合柱狀圖２．２。逡逑１０逡逑

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本文編號(hào)：2717952