东滩煤矿六采区冲击地压煤层安全开采技术研究

论文摘要

随着矿井采掘活动的扩大,采深加大,东滩煤矿及周围矿井都曾发生过冲击地压现象。东滩煤矿现已进入深部开采阶段,而预开采的六采区,地质构造及煤层赋存条件更为复杂。由此可见,冲击地压的潜在危险是客观存在的。论文以东滩煤矿深部六采区为研究对象,通过东滩煤矿的地质条件及地应力场的分析,对六采区开采方案进行初步设计并优化,综合分析确定最优开采方案。通过实验室试验、现场测试、资料对比分析等方法,对东滩煤矿六采区煤层冲击倾向性及钻孔冲击临界压力等冲击发生条件参数进行研究。以确定的开采方案为依托,结合采区实际地质条件及煤层赋存状况,采用FLAC数值模拟软件建立三维计算模型,对各煤层开采后的应力分布情况进行模拟分析,并结合理论计算,综合判定上层煤开采对下层煤应力分布的影响情况。根据周围采区动力灾害发生机理,总结六采区煤层冲击发生条件及主要参数变化对发生冲击的影响。结合六采区地质条件和开采条件,以及开采后应力分布情况,从而预测各煤层开采的冲击危险区域及冲击危险程度。根据预测结果,对相应的冲击危险区域制定切实可行的开采技术措施、监测、检测方法和治理措施。论文的研究成果对东滩煤矿六采区冲击地压的区域预测、监测及综合防治工作具有重要的指导作用,给该矿的安全开采提供一定的技术保障。也对类似具有冲击倾向煤层的安全开采提供一定的理论依据。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的目的及意义
• 1.2 冲击地压研究综述
• 1.2.1 冲击地压国内外研究现状
• 1.2.2 冲击地压的机理研究现状
• 1.2.3 冲击地压的预测方法研究现状
• 1.2.4 冲击地压防治措施研究现状
• 1.3 论文的研究内容及方法
• 1.4 研究的技术路线
• 2 东滩煤矿六采区地质条件概况及方案设计
• 2.1 采区位置及周围采区情况
• 2.2 可采煤层情况
• 2.3 采区地质构造特征
• 2.4 六采区原岩应力分布规律研究
• 2.5 六采区设计方案
• 2.5.1 3 煤设计方案
• 2.5.2 2 煤设计方案
• 2.6 采区设计方案比较
• 2.6.1 方案一的优缺点
• 2.6.2 方案二的优缺点
• 3 东滩煤矿六采区冲击发生条件参数研究
• 3.1 六采区煤岩冲击倾向性研究
• 3.1.1 煤岩冲击倾向测试结果
• 3.1.2 东滩煤矿煤岩层冲击倾向鉴定结果
• 3.2 3上煤钻孔冲击临界压力
• 4 多煤层开采应力分布影响分析
• 4.1 2 煤开采对3上煤的影响数值分析
• 4.1.1 模拟软件简介
• 4.1.2 数值模型的建立
• 4.1.3 煤岩层性质及分布
• 4.1.4 建模过程方法
• 4.1.5 模型的几何和网格初始化
• 4.1.6 计算过程及模拟结果分析
• 4.2 3上煤开采对3下煤的影响数值分析
• 5 兖州矿区及六采区周围采区动力灾害发生条件分析
• 5.1 东滩煤矿四采与十四采中间煤柱区域冲击发生条件
• 5.1.1 东滩煤矿高应力煤柱区底板冲击发生条件
• 5.1.2 高应力煤柱区巷道冲击破坏的应力条件
• 5.2 南屯煤矿九采区冲击危险发生条件分析
• 5.2.1 坚硬顶板条件下冲击地压多因素扰动发生机理
• 5.2.2 南屯煤矿冲击危险区域预测及开采实践
• 5.3 类似大采深条件下巷帮冲击危险发生条件分析
• 5.3.1 济三煤矿6303 工作面辅顺内帮冲击发生条件分析
• 5.3.2 主要参数变化对发生冲击的作用分析
• 5.3.3 济二煤矿大采深条件下冲击危险综合评价
• 5.3.4 巷帮冲击危险的多因素耦合致灾机理
• 6 六采区煤层开采冲击地压危险评价
• 6.1 2 煤开采冲击危险评价
• 6.2 3上煤开采冲击危险评价
• 6.2.1 六采区西部区域
• 6.2.2 六采区东部区域
• 6.3 3下煤开采冲击危险评价
• 6.4 2 煤开采对3上煤开采冲击危险分析
• 6.5 小结
• 7 冲击地压危险的防治措施
• 7.1 开采技术措施
• 7.2 冲击危险监测
• 7.2.1 微震监测系统
• 7.2.2 其它监测方法
• 7.3 冲击危险检测
• 7.3.1 钻屑法检测
• 7.3.2 电磁辐射法检测
• 7.4 冲击危险治理
• 7.4.1 煤体大直径钻孔预裂卸压
• 7.4.2 冲击地压危险解危措施
• 7.4.3 坚硬顶板预裂卸压爆破
• 7.4.4 冲击危险治理措施的综合应用
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集