千秋煤矿巨厚砾岩层变形破坏机理及微震监测技术研究

摘要

千秋煤矿是一个冲击地压危害非常严重的矿井,尤其近年来随着矿井开采深度和开采强度不断加大,冲击地压更为严重,特别是21141工作面,冲击地压发生尤为频繁。为防治冲击地压,千秋煤矿采取了一系列防冲措施,这些措施取得了一定的效果。但冲击灾害依然频发,严重威胁着千秋煤矿的安全生产。因而在已有的基础上对该矿冲击地压进行进一步研究是非常迫切的一项任务。
　　本文采用实验室实验的方法测定了实验工作面的煤岩物理性质;用理论分析的方法研究了采场上覆巨厚砾岩层运动及破断规律及对冲击地压的影响;用数值模拟的方法对冲击地压发生位置进行了研究,同时对矿上已有的微震监测系统的监测数据进行整理分析,对21141工作面冲击地压发生的规律进行了研究。
　　通过实验室煤岩冲击倾向性试验,判定千秋煤矿2＃煤层是具有弱冲击倾向性的煤层,2＃煤层顶板是具有弱冲击倾向性的岩层。采用材料力学的方法把上覆巨厚砾岩层合理简化成岩梁,计算得到岩梁截面上的内力及不同开采距离岩梁的挠度方程,进而求得煤体中积聚的弹性变形能及采场上覆巨厚砾岩层的运动及破断规律。采用数值模拟的方法分析了21141工作面煤体及巷道围岩的应力状态,引入最小抵抗线的概念分析了冲击地压发生在下巷及频发的原因。用相似模拟的方法研究了巨厚砾岩层垮落诱发的重力型冲击地压。对微震监测ESG系统检测数据进行处理分析得到了21141工作面冲击地压发生的规律。

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1绪论

1.1课题提出的背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的内容和思路

2实验工作面煤岩物理性质及冲击倾向性测定

2.1煤岩物理力学性质测定

2.2煤岩冲击倾向性测定

2.3小结

3冲击地压的能量计算及巨厚砾岩层运动破断规律

3.1冲击地压的能量计算

3.2巨厚砾岩层破断规律研究

3.3本章小结

4巨厚砾岩层里层垮落诱发的重力型冲击地压研究

4.1重力型冲击地压研究现状

4.2 巨厚砾岩层破断规律的相似模拟实验

4.3 冲击荷载估算

4.4 重力型冲击地压控制技术

4.5 本章小结

5冲击位置的数值模拟

5.1冲击地压发生规律

5.2数值模拟实验

5.3本章小结

6冲击地压的微震监测研究

6.1 监测系统

6.2 监测系统原理

6.3 ESG系统

6.4微震定位结果

6.5微震监测能量的变化规律

6.6本章小结

7结论

参考文献

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