工业广场煤柱开采井筒损害特征及治理技术研究

摘要

井筒作为矿井的咽喉,其稳定性至关重要,与此同时,井筒及工业广场煤柱下压煤量也较大。本论文针对香山公司工业广场煤柱开采对副井筒的影响,通过MATLAB软件,采用概率积分法对工业广场及井筒移动变形进行了预计分析。同时,采用FLAC3D数值模拟软件,进一步研究了不同井筒煤柱开采技术条件下,井筒损害特征与规律。垮采时,上部井筒受围岩下沉时的挤压作用产生径向压缩变形,下部受岩层向采空区倾斜的影响,在围岩的拉伸作用下产生径向拉伸变形;上部井筒随岩层呈竖向拉伸变形,但并未破坏;下部井筒呈竖向压缩变形,部分区域为压缩破坏。特殊开采时,井壁只产生一定的变形和应力集中现象,但不会破坏。井筒煤柱开采时各因素对井筒影响程度的主次关系为:方块煤柱外至井筒保护煤柱内煤层工作面的开采方式>方块煤柱尺寸>方块煤柱外至井筒保护煤柱内煤层工作面的推进方式>闭合煤柱至方块煤柱间煤层的开采方式。根据现场调查分析,井壁破裂类型为竖向压缩破坏和水平断面破坏的综合,其主要原因是工作面的开采所引起的建井时的岩层不稳定。破裂处围岩“两硬夹一软”的层状结构使软弱层竖向和水平压力较大,最终使井壁发生竖向压缩破坏和水平断面破坏,这也正说明了井壁出现压裂现象的同时,其北侧井壁破坏较为严重的原因。通过采用“锚杆金属网加槽钢”的治理方案,井壁破裂问题得到了解决。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

1引言

1.1研究意义

1.2国内外研究现状

1.3问题的提出

1.4研究内容和目的

1.5研究方法

2香山公司采矿地质条件及工程概况

2.1矿井地质特征

2.2工业广场保护煤柱留设

2.3副井筒及其附近工作面工程概况

2.4副井筒与附近工作面的时间及位置关系

2.5小结

3香山公司工业广场及副井筒位移与变形预计

3.1工业广场及副井筒移动变形预计方法及模型

3.2数值计算软件介绍

3.3概率积分法预计参数确定

3.4工业广场地表移动变形预计

3.5井筒移动变形预计

3.6小结

4不同井筒煤柱开采技术条件下井筒损害特征数值模拟分析

4.1井筒煤柱回收前的预保护措施

4.2井筒保护煤柱计算

4.3数值模拟参数确定

4.4监测线布置及监测内容

4.5数值模拟方案

4.6初始应力场

4.7数值模拟结果分析

4.8小结

5香山公司副井筒采动损害原因分析及治理技术

5.1副井筒受损情况

5.2副井筒井壁破裂原因分析

5.3副井筒维护治理技术

5.4小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集