倾斜长壁工作面应力分布及其对瓦斯压力影响规律研究

摘要

本文依据倾斜长壁工作面工程地质和开采技术条件，采用计算机数值模拟、现场实测综合研究方法，对倾斜长壁仰斜、俯斜不同开采方式下的应力分布特征及其对瓦斯压力影响规律进行了深入研究。研究表明：倾斜长壁工作面在非对称开采布局下，沿煤层走向工作面前方煤层应力集中程度明显不同，应力总体的分布趋势是应力值由靠采空区工作面一侧向靠实体煤工作面一侧逐渐降低；沿煤层倾向靠采空区工作面一侧应力最大值和影响范围均大于靠实体煤工作面一侧；俯斜开采方式沿煤层倾向工作面前方的最大垂直应力值略大于仰斜开采方式，且应力峰值位置距工作面煤壁距离略小于仰斜开采方式；非对称开采布局下，煤层瓦斯压力分布同样具有非对称性，靠采空区工作面一侧煤层瓦斯压力小于靠实体煤工作面一侧瓦斯压力；瓦斯压力分布与应力分布密切相关，瓦斯压力分布受控于应力分布，沿煤层倾向瓦斯压力的分布可分为卸压区、增压区和稳压区；瓦斯压力分布与应力分布呈典型的正相关，两者规律基本一致，但分布区域存在差异，瓦斯压力卸压区的范围大于应力降低区的范围，瓦斯压力增压区的范围小于应力升高区的范围，瓦斯压力稳压区的范围与原岩应力区的范围基本一致；瓦斯压力峰值位置超前于应力峰值。本研究成果为高瓦斯煤层综采工作面瓦斯动力灾害的防治提供了可靠的理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 采场矿压理论研究现状

1.2.2 煤层应力分布规律研究现状

1.2.3 煤层瓦斯压力分布规律研究现状

1.3 论文主要研究的内容与方法

2 倾斜长壁工作面应力分布规律数值模拟

2.1 数值模拟方法与基本原理

2.1.1 数值模拟方法的特点

2.1.2 FLAC的基本原理

2.2 工程地质概况

2.3 计算模型与计算参数

2.3.1 计算模型

2.3.2 计算参数

2.3.3 计算过程

2.4 倾斜长壁工作面煤层应力分布特征

2.4.1 倾斜长壁俯斜开采煤层应力分布

2.4.2 倾斜长壁仰斜开采煤层应力分布规律

2.4.3 倾斜长壁工作面俯斜和仰斜开采煤层应力分布对比分析

2.5 倾斜长壁工作面围岩应力分布特征

2.5.1 倾斜长壁工作面俯斜开采围岩应力分布特征

2.5.2 倾斜长壁工作面仰斜开采围岩应力分布特征

2.5.3 倾斜长壁采场俯斜和仰斜开采围岩应力分布对比分析

2.6 本章小结

3 倾斜长壁工作面应力分布及瓦斯压力分布现场观测研究

3.1 观测工作面的工程地质条件

3.2 倾斜长壁工作面应力分布现场观测与分析

3.2.1 仰斜开采方式沿煤层倾向应力分布规律

3.2.2 俯斜开采方式沿煤层倾向应力分布规律

3.2.3 俯斜开采沿煤层走向应力分布规律

3.2.4 仰斜和俯斜丌采应力分布规律对比分析

3.3 倾斜长壁工作面瓦斯压力分布现场观测与分析

3.3.1 仰斜开采沿煤层倾向瓦斯压力分布规律

3.3.2 俯斜开采沿煤层倾向瓦斯压力分布规律

3.3.3 仰斜和俯斜开采瓦斯压力分布规律对比分析

3.4 本章小结

4 倾斜长壁工作面应力分布对瓦斯压力影响规律研究

4.1 仰斜丌采工作面应力分布对瓦斯压力影响规律研究

4.2 俯斜开采工作面应力分布对瓦斯压力影响规律研究

4.3 本章小结

5 结 论

5.1 论文主要结论

5.2 存在问题及展望

参考文献

致 谢

作者简介及读研期间主要科研成果