厚煤层边角煤开采灾害防治及安全技术研究

摘要

随着兖州矿区兴隆庄煤矿推行大规模机械化、集约化生产方式，加大了矿井开采强度，大幅度提高了矿井生产水平，矿井生产服务年限和采区生产周期也相对缩短，目前部分采区正规开采、切块布置方式之后遗留下大量边角煤开采及资源回收问题亟待解决。针对此问题，本文综合运用现场实测、数值模拟、理论分析等方法，分析研究了边角煤开采关键技术及灾害控制问题。
　　通过现场实测，分析得出了边角煤工作面矿压显现和顶板运动规律，工作面顶煤与直接顶的初次垮落步距为12.1m，老顶的初次来压步距为36.9m，动载系数为1.46，老顶能够形成悬顶结构，周期来压步距为16.9-10m，平均13.7m，动载系数为1.4，老顶来压较明显。工作面采动时上顺槽沿空段超前压力的显现明显，两帮变形量尤为突出，顶板下沉量较两帮变形量小，超前影响范围40-45m；上顺槽实体段变形量较沿空段大幅下降，但超前影响范围较大，为70-80m。下顺槽围岩变形量较小，超前影响范围25m。
　　由数值模拟分析得知，在B4318东工作面端头，由于与4320工作面相接，侧向支承压力与4320工作面回采所产生支承压力在工作面端头处叠加，应力集中明显，有较强的冲击危险性； B4318东工作面上下顺槽受侧向支承压力影响，加之有断层穿过，存在冲击危险性。
　　根据现场实测和数值模拟分析结果，并准确、全面、系统地分析了冲击危险性的各个影响因素，在此基础上，建立与冲击危险性主要影响因素密切相关的变权识别模型，利用该评价模型对煤矿进行区域冲击危险性评价，确定出对两个断层附近的煤层开采时，表现出弱冲击性，上端头无冲击性，而其他的“高危区”的危险性则介于于无冲击性和弱冲击性之间。
　　针对冲击危险性综合评价的结果，为保证回采工作的安全正常进行，对可能遇到的问题提出解决方案。对掘进期间和回采期间，提出了应力监测法、钻屑法两种不同的冲击地压现场监测方法，并对其技术及参数根据需要进行了合理实施和布置。结合边角煤开采条件，提出了冲击地压解危措施，即钻孔卸压、钻孔松动爆破、煤层预注水，并给出了合理的实施参数。

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Contents

1绪论

1.1课题的提出

1.2研究的目的和意义

1.3国内外研究现状

1.4主要研究内容与技术路线

2边角综放工作面矿压显现规律

2.1边角煤工作面概况

2.2兴隆庄矿B4318面矿压显现和顶板运动规律

2.3 本章小结

3边角综放工作面数值模拟研究

3.1模拟软件选取

3.2兴隆庄矿边角综放工作面矿压显现数值模拟分析

3.3本章小结

4边角综放工作面冲击危险性评价

4.1 B4318东工作面冲击危险性影响因素分析

4.2 冲击危险程度综合评价变权识别模型

4.3 边角煤开采冲击危险性实例分析

4.4 本章小结

5冲击地压监测方案及过断层技术

5.1边角综放工作面冲击地压监测方案

5.2边角工作面冲击地压控制措施

5.3 过断层技术研究

5.4 本章小结

6主要结论及展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果