煤层应力状态及煤与瓦斯突出防治研究

摘要

本文以矿井动力现象显现为背景，综合采用实验室试验、现场测试、理论分析及数值模拟等研究方法，着重从应力环境入手，探讨了煤与瓦斯突出等矿井动力现象的发生条件、预测方法和防治措施的合理参数。 本文阐述了通过建立现今地质构造模型、地应力测量和数值计算确定煤层及围岩原岩应力的方法。以取决于上覆岩层强度性质的压力角为边界，圈定出充分移动区并建立数学模型，按照影响支承压力分布的采深、压力角、煤体强度和煤层厚度四个主要因素及煤柱宽度组成数十个数值模拟方案。 本文将研究成果和模式识别概率预测方法应用于平顶山六矿防突实践，进行了突出危险区域预测，制定了瓦斯抽放和卸压排放钻孔治理措施。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1研究岩体应力状态的意义

1.2煤与瓦斯突出防治研究概况及发展趋势

1.3冲击地压防治研究概况及发展趋势

1.4本文的研究工作

2煤层应力状态研究

2.1原岩应力分布的数值计算

2.2重力场中支承压力的计算

2.3构造应力作用下煤柱中支承压力分布规律

2.4本章小结

3基于Weibull分布的煤体强度计算

3.1煤样单向抗压强度尺寸效应的试验研究

3.2基于Weibull分布的煤样单向抗压强度

3.3煤体单向抗压强度计算

3.4本章小结

4钻孔喷孔试验

4.1试验的目的、内容及方法

4.2实验仪器、设备

4.3侧向应变的测量及侧向压力的确定

4.4喷孔次数与压力的关系及临界压力的确定

4.5本章小结

5卸压(排放)钻孔参数的数值模拟分析

5.1钻孔卸压及排放原理

5.2卸压(排放)钻孔破坏半径的影响因素

5.3卸压(排放)钻孔破坏半径的计算

5.4本章小结

6压出型煤与瓦斯突出的区域预测及防治

6.1平顶山六矿概况

6.2基于模式识别的煤与瓦斯突出概率区域预测

6.3综采工作面防突措施

6.4本煤层瓦斯抽放钻孔布置

7结论与展望

致谢

参考文献

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