松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征研究

摘要

针对我国煤矿生产以井工作业为主的特点,采前预抽本煤层瓦斯是实现煤与瓦斯共采并有效预防采掘工作面瓦斯灾害的重要技术措施之一。然而,随着矿井开采范围的延深,松软煤层的分布范围呈不断扩展趋势。由于松软煤层的瓦斯含气量高而透气性又极差,一直是本煤层瓦斯抽采的难点和重点。如何通过增大煤体透气性来有效提高其瓦斯抽采率,是亟待解决的问题。
　　本文在比较广泛地了解和分析前人研究成果的基础上认识到,煤体的渗透性(透气性)对其承载的应力极其敏感;“卸压增透”技术是提高松软低透气性煤层瓦斯抽采率的有效途径。因此,明确采场空间煤体应力分布及变化特征至关重要。通过ANSYS软件模拟分析了回采工作面前方煤体的应力分布及位移变化规律;探讨了煤体顶、底分层在距工作面不同距离上应力分布及位移变化特征的差异性;初步确定了回采工作面前方煤体强烈变形带、破碎带的分布范围和形成机制。应用钻孔应力计现场实测了回采工作面前方不同距离点煤体顶、底分层的垂直应力值,并在此基础上分别获取了其相应的垂直应力变化曲线。通过以上分析和探讨,以求有针对性地为松软煤层回采工作面前方煤体在不同距离、不同层位制定比较有效的“卸压增透”技术措施提供理论参考,为进一步促进和完善松软低透气性煤层瓦斯抽采理论探讨新的思路。

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1 绪论

1.1 立题背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究存在的主要问题

1.4 论文研究思路及意义

1.5 论文研究内容及技术路线

2 回采工作面“卸压增透”理论基础

2.1 煤层瓦斯流动理论

2.2 采场应力对煤体透气性的影响

2.3 松软煤层回采工作面前方煤体的应力分布

2.4 “卸压增透”理论在回采工作面瓦斯抽采中的应用

2.5 本章小结

3 松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化数值模拟

3.1 数值模拟理论基础

3.2 松软煤层回采工作面前方煤体应力及位移数值模拟

3.3 松软煤层工作面前方不同距离煤体内不同分层应力和位移变化对煤层渗透性的影响分析

3.4 本章小结

4 松软煤层回采工作面前方煤体不同分层垂直应力测定及分析

4.1 厚煤层工作面前方煤体不同分层垂直位移变化特征

4.2 松软煤层回采工作面前方煤体不同分层垂直应力测定

4.3 数值模拟和实测松软煤层回采工作面前方煤体应力变化的对比分析

4.4 松软煤层回采工作面前方不同区段煤体不同分层垂直应力变化规律

4.5 本章小结

5 结论和展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

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