赵庄矿煤巷掘进冲击地压影响因素及控制技术研究

摘要

赵庄矿在开采深度达到700m时首次发生冲击地压,随后冲击地压发生的次数和强度显著增加。冲击地压给赵庄矿安全和生产带来重大威胁,为此,本文对赵庄矿1306工作面煤巷掘进过程中冲击地压发生的影响因素、冲击地压的预测和防治技术进行了研究。论文以赵庄矿1306工作面冲击地压显现为研究背景,通过对冲击地压显现统计分析,确定冲击地压发生基本特征。根据赵庄冲击地压显现特征,通过理论分析、资料分析类比、现场测试等方法对冲击地压影响因素进行分析,结果表明:赵庄矿1306工作面顶板稳定性差,加之煤柱失稳,引起顶板震动并对煤体瞬间加载,煤体前方应力瞬间增大,导致冲击地压发生。论文采用FLAC3D数值模拟软件进行数值模拟,结合赵庄矿1306实际开采情况,结果表明:当两巷道滞后距离为0~20m时,具有从中等到弱的冲击危险。应用钻屑法对冲击地压的危险性进行了预测预报,结合巷道前方支承应力分布特点,提出了钻屑增量指标,确定了冲击地压预测的临界指标。根据冲击地压主要影响因素,提出了钻孔卸压和爆破卸压两种冲击地压治理措施。通过对危险区域实施解危措施后的钻屑法监测结果分析,峰值应力向煤体深部进行了转移,取得了满意的治理结果。本文的研究成果对赵庄矿冲击地压的防治工作具有重要的指导作用,给该矿的安全开采提供一定的技术保障。也对类似冲击地压矿井的安全开采提供一定的理论依据。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题的目的及意义

1.2 冲击地压国内外研究概况

1.2.1 冲击地压机理研究现状

1.2.2 冲击地压预测研究现状

1.2.3 冲击地压治理措施研究现状

1.3 论文的研究内容及方法

1.4 技术路线

2 1306 工作面概况及 1306 工作面顺槽冲击地压发生情况

2.1 1306 工作面概况

2.1.1 工作面概况及地质特征

2.1.2 工作面巷道布置

2.2 1306 工作面顺槽冲击地压发生情况

2.2.1 13061 顺槽掘进矿压异常显现及瓦斯动力现象

2.2.2 13065 顺槽掘进矿压异常显现及瓦斯动力现象

2.2.3 13063 顺槽掘进矿压异常显现及瓦斯动力现象

2.3 赵庄矿冲击地压显现特征

2.4 小结

3 冲击地压影响因素分析

3.1 地质因素分析

3.1.1 采深

3.1.2 煤层性质

3.1.3 围岩性质

3.1.4 地应力

3.2 开采因素分析

3.2.1 相邻巷道的应力分布情况分析

3.2.2 巷道间煤柱稳定性分析

3.3 冲击地压类型及影响因素之间关系

3.4 小结

4 多巷道掘进对煤柱稳定性影响数值分析

4.1 多巷道之间相互影响数值分析

4.1.1 数值模型建立

4.1.2 模拟结果分析

4.2 巷道滞后距离相互影响数值分析

4.2.1 数值模拟结果分析

4.3 小结

5 冲击地压预测技术

5.1 钻屑量指标在大采深矿中应用

5.1.1 钻屑法原理及理论计算

5.1.2 钻屑增量理论

5.1.3 钻屑量和钻屑增量实测变化规律分析

5.2 钻屑瓦斯解吸特征指标 k 值在大采深矿中的应用

5.2.1 钻屑瓦斯解吸指标 K 值计算

5.2.2 钻屑瓦斯指标变化规律分析

5.3 小结

6 冲击地压防治技术

6.1 开采技术措施

6.2 钻孔卸压在赵庄矿冲击地压治理中应用

6.2.1 钻孔卸压孔径确定

6.2.2 钻孔卸压孔间距确定

6.2.3 钻孔卸压孔深确定

6.2.4 钻孔卸压煤体软化效果分析

6.2.5 钻孔布置方式的数值模拟

6.2.6 卸压钻孔布置

6.3 爆破卸压在赵庄矿冲击地压治理中应用

6.4 实际应用情况

6.5 小结

7 结论和展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

作者简历

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