堅硬頂板綜放面回采巷道穩(wěn)定是工作面安全高效開采的重要保障。堅硬頂板具有強度高、層厚大、難垮落等特點,開采易導致應(yīng)力集中并誘發(fā)巷道沖擊礦壓。研究確定巷道煤巖大直徑鉆孔卸壓防沖參數(shù),對避免區(qū)段煤柱發(fā)生沖擊礦壓災(zāi)害與實現(xiàn)安全開采重要意義。本文以寬溝煤礦B2煤層W1123綜放工作面巷道安全控制為目標,采用現(xiàn)場調(diào)查、理論分析、數(shù)值模擬與現(xiàn)場工程實踐等綜合方法,研究了堅硬頂板綜放面回采巷道卸壓防沖控制問題。取得了如下成果:通過現(xiàn)場開采技術(shù)條件調(diào)查,分析了B2煤層地質(zhì)賦存特點;對W1123綜放面運輸巷巷道變形與煤體內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測,分析了巷道變形破壞與工作面開采之間的關(guān)系。采用理論分析方法,分析大直徑鉆孔卸壓-吸能作用原理,提出區(qū)段煤柱大直徑鉆孔防沖卸壓方法,建立了大直徑鉆孔卸壓數(shù)值計算模型及鉆孔參數(shù)正交試驗,模擬大直徑鉆孔卸壓效果及影響大直徑鉆孔卸壓效果的參數(shù)因素。完成了三維FLAC3D建模與數(shù)值計算,結(jié)果表明高應(yīng)力煤體中布設(shè)大直徑卸壓鉆孔,改變了巷幫煤體的高應(yīng)力狀態(tài),在高應(yīng)力區(qū)域形成了一個卸壓帶,并在鉆孔孔身周圍形成了一個范圍較大的塑性變形區(qū),起到弱化煤體,吸收彈性變形能的效果。綜合確定了鉆孔直徑3... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 沖擊礦壓發(fā)生機理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 沖擊礦壓監(jiān)測方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 沖擊礦壓防治方法發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.4 國內(nèi)外鉆孔卸壓研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線
2 綜放面巷道變形原因監(jiān)測與分析
    2.1 現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查
        2.1.1 地理位置及地質(zhì)構(gòu)造特征
        2.1.2 煤層及頂?shù)装遒x存特征
        2.1.3 綜放工作面概況
    2.2 W1123區(qū)段運輸巷現(xiàn)場監(jiān)測及勘察
        2.2.1 運輸巷煤巖表面變形監(jiān)測
        2.2.2 運輸巷煤體鉆孔應(yīng)力監(jiān)測
        2.2.3 運輸巷幫變形特征
    2.3 堅硬頂板綜放巷道煤巖變形因素
    2.4 堅硬頂板綜放巷道煤巖變形原因分析
        2.4.1 綜放面運輸巷掘進煤巖應(yīng)力分布
        2.4.2 綜放面回采巷道煤巖應(yīng)力分布
    2.5 本章小結(jié)
3 堅硬頂板綜放巷道區(qū)段煤柱卸壓防沖方法
    3.1 堅硬頂板綜放巷道區(qū)段煤柱沖擊影響因素分析
    3.2 堅硬頂板綜放巷道區(qū)段煤柱沖擊危險性分析
        3.2.1 堅硬頂板綜放巷道區(qū)段煤柱應(yīng)力分布
        3.2.2 堅硬頂板綜放巷道區(qū)段煤柱卸壓方法
    3.3 堅硬頂板綜放巷道區(qū)段煤柱鉆孔卸壓影響因素
        3.3.1 大直徑鉆孔圍巖應(yīng)力分布
        3.3.2 大直徑鉆孔卸壓原理
        3.3.3 大直徑鉆孔參數(shù)選擇依據(jù)
    3.4 本章小結(jié)
4 大直徑鉆孔卸壓效果數(shù)值模擬
    4.1 大直徑空孔參數(shù)選擇及模型建立
        4.1.1 大直徑鉆孔影響參數(shù)
        4.1.2 大直徑鉆孔參數(shù)試驗設(shè)計
        4.1.3 計算模型及計算參數(shù)
    4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        4.2.1 不同試驗方案下鉆孔煤巖垂直應(yīng)力分析
        4.2.2 不同試驗方案下鉆孔煤巖塑性區(qū)分析
        4.2.3 鉆孔周邊煤體應(yīng)變能分析
    4.3 正交試驗結(jié)果分析
        4.3.1 正交試驗結(jié)果分析
        4.3.2 最優(yōu)參數(shù)組合
        4.3.3 最優(yōu)組合數(shù)值模擬分析
    4.4 本章小結(jié)
5 工程應(yīng)用
    5.1 大直徑鉆孔參數(shù)選擇
    5.2 大直徑鉆孔卸壓效果分析
        5.2.1 微震監(jiān)測原理和特點
        5.2.2 大直徑鉆孔卸壓檢驗
        5.2.3 大直徑卸壓鉆孔分析
    5.3 巷道煤巖穩(wěn)定性監(jiān)測
        5.3.1 巷道支護分析與補強
        5.3.2 巷道煤巖變形監(jiān)測
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于微震監(jiān)測關(guān)鍵層破斷誘發(fā)沖擊地壓的物理相似材料模擬實驗研究[J]. 崔峰,楊彥斌,來興平,曹建濤.  巖石力學與工程學報. 2019(04)
[2]煤體卸壓爆破參數(shù)正交試驗優(yōu)化設(shè)計研究[J]. 劉志剛,曹安業(yè),井廣成.  采礦與安全工程學報. 2018(05)
[3]采動裂隙煤巖破裂能量耗散特性及機理[J]. 單鵬飛,來興平,崔峰,曹建濤.  采礦與安全工程學報. 2018(04)
[4]卸壓孔尺寸效應(yīng)的模型試驗研究[J]. 齊燕軍,靖洪文,孟波,東兆星,劉大江.  采礦與安全工程學報. 2018(03)
[5]堅硬頂板誘發(fā)沖擊礦壓機理及類型研究[J]. 何江,竇林名,王崧瑋,山長昊.  采礦與安全工程學報. 2017(06)
[6]堅硬頂板水壓致裂控制理論與成套技術(shù)[J]. 黃炳香,趙興龍,陳樹亮,劉江偉.  巖石力學與工程學報. 2017(12)
[7]大直徑鉆孔卸壓機理室內(nèi)及數(shù)值試驗研究[J]. 賈傳洋,蔣宇靜,張學朋,王冬,欒恒杰,王長盛.  巖土工程學報. 2017(06)
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[9]我國煤礦沖擊地壓的研究現(xiàn)狀:機制、預(yù)警與控制[J]. 姜耀東,趙毅鑫.  巖石力學與工程學報. 2015(11)
[10]水壓致裂的尺度效應(yīng)模擬分析[J]. 崔峰,來興平,曹建濤.  煤礦安全. 2015(08)

博士論文
[1]堅硬頂板條件沖擊地壓發(fā)生機理及控制對策[D]. 湯建泉.中國礦業(yè)大學(北京) 2016
[2]煤礦采動動載對煤巖體的作用及誘沖機理研究[D]. 何江.中國礦業(yè)大學 2013
[3]采動煤巖沖擊破裂的震動效應(yīng)及其應(yīng)用研究[D]. 曹安業(yè).中國礦業(yè)大學 2009
[4]螺旋切槽孔松動爆破力學機理及試驗研究[D]. 鄭周練.重慶大學 2003

碩士論文
[1]大直徑鉆孔卸壓機理及其合理參數(shù)研究[D]. 張兆民.山東科技大學 2011



本文編號：3717986