特厚煤层综放开采动力灾害规律现场测试研究

论文摘要

华亭煤矿5#煤层倾角45o,平均厚度51.5lm,为急倾斜特厚易燃煤层,开采深度已达819.45m。由于井田面积小(仅0.46km2),采出空间大,采空区集中在一个较小的区域内。多层同采同掘造成采动影响相互叠加,加重了矿压显现的激烈程度。煤体松软破碎,并经常出现动压显现,给矿井生产和安全带来很大的影响。现场矿压监测表明,采动不仅对靠近顶板布置的本工作面回风顺槽具有较大的影响,同时对下分段回风顺槽也具有较大的影响,造成应力集中。上方工作面与下方工作面距离越小,影响程度越大。上方工作面采动超前影响范围150m左右,超前剧烈影响范围40m左右,工作面之后影响范围80m左右。靠近底板布置的运输顺槽主要受上方工作面采动影响,回风顺槽除上方工作面回采影响外,受煤层老顶活动影响更大。综合研究表明,动压现象发生的根本原因是外在的力源因素,即采动引起的应力集中和老顶的断裂与移动,要彻底解决巷道受压破坏及支护维修难题、防治动压现象的发生,需要采用避免应力高度集中,增加上覆岩层自稳时间,诱导老顶能量释放,同时减小矿井开采强度,合理布置采掘生产,提高巷道支护强度等技术措施和控制手段。在综合研究结果的基础上,采取综合防治措施以来,有效控制和削弱了矿压显现强度和动力灾害,解决了巷道支护、维修问题,保证了矿井安全高效生产,取得了显著的防治效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究的意义
• 1.2 国内外的研究动态及发展趋势
• 1.3 研究内容、方案和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方案与技术路线
• 2 现场工程地质概况
• 2.1 概述
• 2.2 华亭煤矿井田地质特征
• 2.2.1 矿井地质特征及构造
• 2.2.2 区域水文地质特征
• 2.3 工程环境与动力破坏特征
• 2.3.1 工程环境
• 2.3.2 动力破坏特征
• 3 煤岩物理力学性能原位测试
• 3.1 测试原理
• 3.2 测试仪器
• 3.3 测试方法
• 3.4 测点布置
• 3.5 测试结果
• 3.6 小结
• 4 地应力测试与基本分布特征
• 4.1 测试原理
• 4.2 测试仪器
• 4.3 测点布置
• 4.4 测试方法
• 4.5 测试结果
• 4.6 小结
• 5 煤岩层冲击倾向试验研究
• 5.1 冲击倾向性试验内容
• 5.2 试验设备及方法
• 5.2.1 试验设备
• 5.2.2 试验方法
• 5.3 煤、岩样取样
• 5.4 煤、岩样的物理力学性质
• 5.5 煤层及顶板岩层冲击倾向测试
• 5.6 小结
• 6 矿压监测及其分布规律
• 6.1 矿压监测内容与测站布置
• 6.1.1 监测内容
• 6.1.2 监测站布置
• 6.1.3 监测方法
• 6.2 监测结果及其分析
• 6.2.1 钻孔应力计监测结果及分析
• 6.2.2 锚索受力监测结果及分析
• 6.2.3 锚杆受力监测结果及分析
• 6.2.4 测力锚杆监测结果及其分析
• 6.3 小结
• 7 开采动力灾害机理
• 7.1 动力灾害机理模拟
• 7.1.1 工程条件1：h=10m
• 7.1.2 工程条件2：h=16m
• 7.1.3 工程状况3：h=20m
• 7.2 顶板动力灾害分析
• 7.3 动力灾害分析特征分析
• 7.4 小结
• 8 动力灾害控制技术与实施效果
• 8.1 技术控制措施
• 8.2 管理措施
• 8.3 实施效果
• 8.4 小结
• 9 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录