古书院矿15＃煤坚硬顶板“三带”分布研究

摘要

采动覆岩分为三个影响带,即垮落带、裂隙带和弯曲下沉带。研究“三带”的发育高度对煤矿安全生产具有重要的作用。本文应用理论计算、数值模拟和钻孔窥视现场探测研究古书院矿15＃煤层坚硬顶板的裂隙发育规律及“三带”分布。通过15＃煤层“三带”分布研究,编制矿井垮落带和裂隙带等值线图,确定15＃煤层的裂隙带最大发育高度,预测在15＃煤层回采过程中,9＃煤层采空区积水下渗的可能性。划分“三带”高度,根据裂隙发育孔内瓦斯浓度分布情况,结合顶板岩性,为15＃煤层建立抽采系统治理瓦斯的可行性、合理性论证提供依据。通过理论计算、现场探测和数值模拟,划分了“三带”的范围,分别从水文地质条件、采动裂隙与含水层的关系、断层与含水层和工作面的关系三个方面分析了9＃煤层积水下渗的可能性。基于对古书矿15＃煤层裂隙带瓦斯运移规律的研究,形成了以“顶板高位钻孔抽采、采空区埋管抽采和顺层钻孔抽采”为核心的立体综合抽采技术。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 目前存在的问题

1.3 主要研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

1.4 主要研究成果

2 15#煤层“三带”高度的的理论分析与计算

2.1 古书院矿概况

2.1.1 矿井概况及区域地质

2.1.2 工作面概况

2.2 “三带”理论分析

2.3 “三带”高度计算

2.4 “三带”高度与覆岩硬度的函数关系

3 15#煤层顶板裂隙发育规律及“三带”高度数值模拟研究

3.1 直接顶和老顶的分类

3.1.1 直接顶的分类

3.1.2 老顶的分类

3.2 RFPA 数值模拟模型的建立

3.3 计算方案及说明

3.4 数值模拟结果分析

3.4.1 数值模拟计算过程

3.4.2 15#煤层回采围岩位移分析

3.4.3 15#煤层回采围岩应力分析

4 裂隙发育的现场探测

4.1 探测方案设计

4.2 岩层探测仪简介

4.3 探测地点及测孔位置

5 探测图像的处理和分析

5.1 1523073 巷探测分析

5.1.1 1#孔分析

5.1.2 2#孔分析

5.1.3 3#孔分析

5.2 1513051 巷探测分析

5.2.1 1#孔分析

5.2.2 2#孔分析

5.3 探测结果

6 15#煤层开采“三带”分布特征在古书院矿的应用

6.1 “三带”划分等值线图

6.2 采动过程中 9#煤层积水下渗的可能性

6.2.1 水文地质条件对渗水的影响

6.2.2 采动裂隙与含水层的关系

6.2.3 断层与含水层和工作面的关系

6.3 15#煤层建立瓦斯抽采系统治理瓦斯的可行性

6.3.1 裂隙带瓦斯运移规律

6.3.2 15#煤层布置瓦斯抽采的可行性

7 主要结论和展望

7.1 主要结论

7.2 展望

参考文献

作者简历

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