孤岛煤柱冲击地压危险性评价研究

摘要

本文采用实验研究的方法，得出了孤岛冲击倾向性煤层发生冲击地压的固有属性和力学条件，建立了孤岛煤柱冲击地压模型，详细分析了孤岛煤柱在不同力学条件下的各类破坏方式。根据冲击地压显现特征，综合分析了孤岛煤柱冲击地压的影响因素。应用矿山压力的理论，计算了煤柱顶底板的应力分布，结合不同宽度煤柱的应力特点，给出了孤岛煤柱的三类应力分布规律：一般应力分布、马鞍型应力分布、拱型应力分布。应用RFPA软件，对不同宽度的煤柱进行了模拟计算研究，结合夹持理论及声发射与损伤力学的关系，分析了不同宽度煤柱的破坏机理及均质度对煤体破坏的影响程度，验证了孤岛煤柱的应力分布规律。基于孤岛煤柱应力分布规律，综合利用钻屑法理论、数值模拟研究成果，采用距离修正指标，针对孤岛煤柱弱面滑移型、煤柱压垮型、底板破坏型、底板参与型的破坏方式，提出了具体的分类方法来评价孤岛煤柱的冲击危险性，并给出了各个评价方法的评价指标。结合本文研究成果，针对东滩矿43上05孤岛工作面地质开采条件，进行了冲击地压危险性分析与评价，为现场的冲击地压危险性评价提供了理论依据，并完善了孤岛煤柱冲击地压危险性评价理论与方法。

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Contents

1 绪论

1.1 课题的提出及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容、方法和技术路线

2 孤岛煤柱冲击地压模型建立

2.1 实验研究

2.2 孤岛煤柱冲击地压模型

2.3 本章小结

3 孤岛煤柱应力分布研究

3.1 冲击地压概述

3.2 孤岛煤柱顶板压力计算

3.3 孤岛煤柱底板围岩应力估算

3.4 孤岛煤柱支承压力分布特征

3.5 本章小结

4 孤岛煤柱数值模拟

4.1 RFPA简介

4.2 声发射

4.3 孤岛煤柱数值模拟及分析

4.4 本章小结

5 孤岛煤柱冲击地压危险性评价

5.1 指标的建立

5.2 孤岛煤柱冲击地压评价方法

5.3 本章小结

6 工程应用

6.1 43 上05工作面概况

6.2 43 上05孤岛煤柱危险区域确定

6.3 43 上05孤岛煤柱冲击危险性分析

6.4 43 上05孤岛煤柱开采可行性评价

7 主要结论

致谢

参考文献

作者在读硕士期间发表的论文