井筒保护煤柱开采设计与变形监测及数据处理

论文摘要

目前,我国主要的能源是煤炭,煤炭在国民经济的发展中起着其他能源无可替代的作用,煤炭工业的发展和国民经济的发展密切相关。因此,为了进一步推进国民经济的发展,需要建设新的矿井,同时也需要进行老矿井井筒压煤的开采,以增加煤炭产量,提高资源的利用率,这就涉及到井筒煤柱的开采。而进行井筒煤柱开采时,必须合理的设计保护煤柱,并定期进行变形监测,来确保开采的安全。本课题正是基于以上情况进行的一项研究。本文分析了保护煤柱设计和井筒变形监测的国内外研究现状,结合具体的工程项目,设计出了井筒保护煤柱开采的一套具体的方案。从井筒煤柱工作面的布设,到结合该煤矿具体的地质采矿条件,确定本煤层岩体移动基本参数,在概率积分法的基础上,通过一种新的计算方法,推导各个工作面开采对井筒产生的下沉和变形,计算各个工作面的开采对井筒产生的影响,进而确定出井筒保护煤柱的开采方案；在开采方案的基础上,进一步讨论保护煤柱具体的开采方法,使井筒的实际变形在允许的变形范围之内,尽可能多的回采保护煤柱。在井筒产生变形的基础上,提出了一套井筒变形监测的方法和数据处理的理论；从变形监测点位的布设,点位所组成图形强度的分析,观测数据的获取及平差处理,以matlab为编程环境,通过程序实现井筒变形的可视化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 课题研究的必要性
• 1.3 课题的可行性及章节安排
• 1.4 小结
• 2 国内外研究现状
• 2.1 井筒保护煤柱设计的研究现状
• 2.2 井筒变形监测的研究现状
• 2.3 小结
• 3 限定变形的井筒保护煤柱设计
• 3.1 井筒保护煤柱动态设计理论
• 3.2 开采影响半径指数对井筒变形预计的影响分析
• 3.3 基于概率积分法的保护煤柱设计
• 3.4 本章小结
• 4 井筒下沉与变形预计
• 4.1 "小方块煤柱的开采"及其对井筒的变形预计
• 4.2 单一长工作面开采时井筒的变形预计
• 4.3 应用格网法计算井筒下沉和变形
• 4.4 本章小结
• 5 井筒煤柱开采方法与井壁保护措施
• 5.1 小方块煤开采
• 5.2 长壁开采
• 5.3 条带开采和充填开采
• 5.4 井壁保护措施
• 5.5 本章小结
• 6 井筒变形监测及数据处理
• 6.1 点位布设方法
• 6.2 观测点的数据采集及数据处理
• 6.3 编程实现的可视化
• 6.4 小结
• 7 应用实例
• 7.1 某煤矿矿井地质概况
• 7.2 副井筒煤柱概况
• 7.3 岩体移动基本参数的确定允许变形指标
• 7.4 井筒保护煤柱的开采设计
• 7.5 井壁保护措施
• 7.6 本章小结
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间的研究成果