星村煤矿宽条带跳采工作面冲击灾害防治技术研究

摘要

本文以星村煤矿冲击地压为研究背景，以实现宽条带跳采工作面的煤柱安全为目的，以星村煤矿3307工作面跳采煤柱影响区域为研究对象，分析了跳采煤柱影响区域内各项工程技术特征，进行了各工作面的冲击危险性分析，并对跳采煤柱影响区域进行了数值模拟，预测了危险区域，制定了煤柱影响区域内的防冲卸压措施并对其进行了验证与使用。　　通过对各工作面回采期间的数据监测、卸压手段及落实情况的分析及研究，确定了3307工作面、3311工作面的冲击危险性因素，运用数值模拟手段模拟了3307煤柱在3307工作面（里面）、3307工作面（外面）、3311工作面采空区情况下的稳定情况以及煤柱对三个工作面回采时的影响。确定了3307工作面、3311工作面受煤柱影响期间的冲击地压预测与治理的综合技术体系。　　（1）宽条带跳采工作面在工作面设计阶段需提前考虑煤柱对本工作面及其它工作面的深远影响，应提前模拟煤柱在两个、三个采空区情况下的失稳情况，防止高位岩层在煤柱失稳影响下突然整体垮落造成冲击事故。采深超千米的工作面由于跳采煤柱的影响，以跳采煤柱为圆心的500m范围内均会受到不同程度的影响，根据研究数据发现，宽条带跳采工作面的布置间距在100~120m之间为最合理设计。同时由于跳采煤柱的存在，随工作面回采，断层本盘煤柱将成为防冲治理的关键点。　　（2）宽条大跳采工作面的防治及落实对冲击地压的防治工作面至关重要。应在条件允许的情况下采取微震系统、应力在线监测、钻屑法、支架阻力在线监测等综合监测预警手段；根据现场技术装备和防冲实践经验，采取大直径钻孔卸压、帮部爆破、顶板爆破、底板卸压等预防性卸压措施。同时形成完整的防冲治理保障制度，保证防冲工作现场的落实。　　（3）受煤柱影响的本工作面的外面回采会对煤柱整体的稳定性产生积极作用，可降低煤柱塑性区的范围，使应力分布更加均衡，有利于工作面防冲治理。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与技术路线

2 跳采煤柱影响区域内工程技术特征

2.1 跳采煤柱影响区域特征概况

2.2 3307工作面工程技术特征

2.3 3311工作面工程技术特征

2.4 本章小结

3 跳采煤柱影响区域冲击危险性影响因素分析

3.1 煤岩物理力学性质及特征

3.2 开采深度的影响

3.3 顶板活动的影响

3.4 顶板岩层结构特点

3.5 煤层厚度及其变化的影响

3.6 断层、褶曲等构造的影响

3.7 跳采煤柱的影响

3.8 本章小结

4 数值模拟分析与预测

4.1 数值模拟参数

4.2 应力分布及失稳情况分析

4.3 震源集中区及危险区域预测

4.4 本章小结

5 煤柱影响下的监测与卸压

5.1 监测手段及方法

5.2 煤柱影响区域卸压方案

5.3 本章小结

6 工程应用效果

6.1 3307工作面（里面）

6.2 3307工作面（外面）

6.3 3311工作面

6.4 本章小结

7.1 主要结论

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要成果

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