深井厚表土承压含水顶板工作面致灾机理及防治技术研究

发布时间：2024-12-03 20:22

　　深井厚表土顶板承压含水条件下厚煤层综放采场开采强度大、地质构造复杂、致冲因素多、监测预警难度大、防治困难,严重危害煤矿的安全生产。论文以巨野煤田大采深、厚表土、承压含水顶板厚煤层开采条件下数次冲击地压实例为背景,采用理论分析、力学计算、现场试验、数值模拟、工程类比等手段,研究了深井厚表土承压含水顶板厚煤层开采冲击地压机理,并提出了相应的防治方法,主要的创新性成果如下:(1)对深井承压含水顶板疏水后应力变化特征进行了研究,建立了厚表土富水采场“超前支承压力—疏水转移应力”叠加作用的力学计算模型,从理论上半定量分析了冲击区域应力集中程度,疏水后形成的疏水升压带是诱发冲击地压的重要力源;通过对煤样高温长时浸水实验,得到了煤体在高温长时浸水后冲击倾向性指标总体呈弱化,进而导致围岩承载能力下降、冲击危险性升高的结论。揭示了“高应力—强扰动—弱化岩体”复杂条件下的致灾机理。(2)揭示了工作面见方效应、应力击穿效应、水平应力转移等致灾因素相互耦合诱发冲击地压的力学机理。通过建立采场“见方”力学模型,揭示了“见方”来压致冲机理;分析得到了围岩体在应力击穿效应下的灾变过程,即厚表土对围岩体的静载荷在上覆岩...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2-30L9"卒故工作面位且

?深井厚表土承压含水顶板工作面致灾机理及防治技术研宄???道两帮瞬时移近ｌｍ，顶板冒落高度达到了?２．５￣３ｍ，现场巷道空间仅剩余宽ｘ??高为ｌ．ｌｍｘ〇．８ｍ的通道。震源能量２．１ｘｌ〇５Ｊ，井下震感强烈，事故现场如图??２－４所示。??

图2}1300作面冲击地压现场卒故照片

以上冲击地压实例，表现出冲击地压灾害在厚表土、大采深、厚煤层件下的破坏形式的多样性和机理的复杂性。大采深形成的高应力条件，使层开采后的应力场分布范围和峰值强度显著增大，在工作面初次来压、“见来压阶段，诱发的动力显现强度显著增大。同时，工作面布局不合理，两作面间留设的８０ｍ宽度的煤....

图２－５技术路线图??

水采场冲击地压发生机理，建立深井厚表土顶板承压水采场条件下动力灾害??防治技术体系，以期为相似条件矿井的动力灾害防治提供借鉴。全文研宄技??术路线如图２－５所示。??＿＿?ｄ承压含水顶板疏水诱发的￣丨牌雜］?￣?合理煤柱宽度设计??冲击地压机理研究??—数值模拟—??深?????....

图３－１山东某矿工作面冲击位置平面图??

根据三维电法勘探结果，１３０１工作面３煤顶板上方０？６０ｍ砂岩地层富水??区域面积达到３４万ｍ２，分布面积较广，约占工作面总面积的４４．７％；?３煤顶??板上方６０？１２０ｍ砂岩富水区总面积２５万ｍ２，含水量巨大，探测结果如图３－２??所示。??國??（ａ）?１３０１工作面煤层上....

本文编号：4014087