一、深部开采冲击矿压防治研究(论文文献综述)
宫凤强,潘俊锋,江权[1](2021)在《岩爆和冲击地压的差异解析及深部工程地质灾害关键机理问题》文中研究说明岩爆和冲击地压原来在自然界并不存在,完全是由于人类进行深部地下空间利用、深部矿产资源开采等工程建设时诱发产生的,两者同属于最典型的深部工程地质灾害。由于历史原因,岩爆和冲击地压长期存在概念混用的情况。本文比较详细地综述了岩爆和冲击地压领域国内早期的研究历程,系统解析了岩爆和冲击地压之间存在的差异。在研究对象(硬岩和煤的承载强度、储能及释能能力、弹脆性)、受力条件(地应力、扰动应力)和边界条件(开挖和开采方法及工序、扰动范围和时效性等)方面,岩爆和冲击地压均存在根本区别;在表观现象、限定对象、研究对象、赋存条件、行业领域、工程建设方法、工程建设目的、要求及支护性质、诱发机理、倾向性判据、划分类型、划分等级、等级评价方法等方面,岩爆和冲击地压也存在很大差异。综上,岩爆和冲击地压是并列的两类地质体动力破坏现象,两者之间不存在隶属关系。在综合参考前人研究的基础上,分别给出了岩爆和冲击地压各自的定义和内涵。岩爆的定义为发生在深埋隧道(隧洞)、深部矿山巷道及矿柱部位的硬岩弹射、爆裂或崩落现象,伴随不同程度声响;冲击地压定义为发生在深部煤矿中煤抛出现象,释放出不同程度的动能,严重时往往伴随震动、巨响、气浪或冲击波。从煤动力冲击破坏的现象与名称统一的角度考虑,建议用"煤冲击"代替"冲击地压"概念。在此基础上,详细阐述了岩爆和冲击地压研究中的7点认识。最后,从研究对象、受力条件和边界条件等3个方面讨论了岩爆和冲击地压的关键机理问题,即从静动(或动静)组合加载力学的角度研究岩爆和冲击地压,符合深部地质体破坏的全受力路径,同时要从能量守恒的角度研究从静态到动态的转换问题。在岩爆和冲击地压的机理分析、预测预报、监测报警、调控防治中,都要科学认识各影响因素之间的逻辑关系和辩证关系(注:本文因为无法找到与冲击地压契合的英文名称,在英文摘要中同时存在"coal burst"和"coal bump"两种表达)。
王博[2](2021)在《陕蒙深部矿区典型动力灾害发生机理及防治研究》文中研究指明陕蒙浅部矿区采深普遍为53~280m,而其深部矿区采深已普遍超过580m,且近年来开采深度以每年数十米的速度增加。根据现场调研,陕蒙深部矿区具有开采强度大、煤层冲击倾向性强、顶板存在大范围富水区和厚硬砂岩组等特点,部分矿井开采过程中已发生十余起冲击地压、矿震等动力灾害,严重制约了矿区的安全、高效生产。针对陕蒙深部矿区动力显现频发的现状,本文以该地区近年来发生的几起典型动力灾害为研究背景,采用案例调研、理论分析、相似模拟实验、数值模拟和现场实测等方法,开展了陕蒙深部矿区典型动力灾害(冲击地压和矿震)发生机理及防治研究工作,取得如下成果:(1)调研分析了陕蒙深部矿区开采条件与动力灾害特征,确定了形成动力灾害的力源类型,并据此将动力灾害划分为采动疏水应力叠加型冲击地压、宽区段煤柱应力叠加型冲击地压和隔离煤柱区硬岩破断型矿震。(2)分别建立了疏水转移应力和高强度开采支承压力分布力学模型,研究了疏水及高强度开采对工作面应力分布规律的影响,揭示了陕蒙深部矿井采动疏水应力叠加诱冲机理:疏水后形成增压区和卸压区,当工作面快速推采至疏水形成的增压区时,采动应力与增压区应力叠加后超过冲击地压发生的临界值,是诱发冲击的主要原因。在此基础上预测了疏水前后冲击危险区的动态变化,提出了疏水区基于防冲的推采速度动态调控方法。(3)研究了该矿区典型开采条件下不同埋深和不同宽度区段煤柱应力分布规律,分析了特定条件下宽区段煤柱破坏分区特征,建立了宽区段煤柱冲击力学模型并给出了宽区段煤柱诱发冲击的力学判别条件,揭示了宽区段煤柱应力叠加诱冲机理,并据此提出了该地区宽区段煤柱冲击地压防治对策和下阶段基于防冲的窄煤柱宽度设计方法。(4)分别建立了煤柱支撑条件下关键层挠曲变形力学模型和隔离煤柱压缩量估算模型,给出了关键层挠曲破断诱发矿震的判别条件,揭示了陕蒙深部矿井隔离煤柱区硬岩破断诱发矿震机理,提出了冲击地压和矿震协同控制的合理隔离煤柱宽度设计方法。研究成果已在陕蒙深部纳林河、呼吉尔特矿区3对冲击地压矿井现场应用,效果良好。
李一哲[3](2021)在《大型地质体控制下冲击地压发生机制与防治方法研究》文中认为冲击地压是我国煤矿开采的主要灾害之一,当煤矿受大型地质体控制时,冲击地压问题更加复杂。本文以受大型地质体控制的典型矿井(群)为例,在明确煤矿大型地质体赋存特征及矿井(群)原岩应力特征的基础上,通过理论分析、相似模拟试验、现场实测手段,对义马矿区巨厚砾岩控制下煤矿开采的覆岩结构特征、覆岩结构扰动规律及其致冲机制等方面展开系统研究。通过数值模拟和工程实践,研究了义马矿区协调开采防冲方法,主要取得如下成果:(1)基于统计分析,确定了大型地质体的界定条件,对比分析了矿井(群)有无大型地质体条件下的煤矿原岩应力特征,得到大型地质体存在时,同一深度条件下的矿井水平应力明显高于常规地质条件的矿井。(2)以巨厚砾岩控制的义马矿区为例,明确了矿区开采的覆岩空间结构特征,理论构建了包含相邻工作面的覆岩结构力学模型,得到巨厚砾岩联动状态及其对后采面的扰动范围;分析了一侧工作面开采后的垂直应力演化特征,明确了邻面应力互扰规律及扰动范围,得出先采面开采导致后采面应力降低,后采面开采前中期导致先采面垂直应力增加,后期导致应力降低。(3)建立了巨厚砾岩控制下的邻面开采的相似模型,明确了巨厚砾岩运动特征及其不同层位的差异性,得到砾岩先采侧下沉运动诱发后采侧小幅抬升运动,下位砾岩抬升程度高于上位砾岩。进一步验证了应力扰动特征,得到先采面开采诱发的砾岩联动抬升导致了后采面应力降低,邻面采空长度满足理论条件时,应力转移先采面。(4)分析了义马矿区井间区域工作面至地表的多元监测信息,进一步验证了巨厚砾岩的扰动特征;结合应力演化与冲击显现特征,揭示了邻面开采过程中的巨厚砾岩联动致冲机制和应力转移致冲机制,得到砾岩联动卸压引发了后采面水平滑移式冲击,后采面冲击后的应力转移能够引发先采面冲击。(5)应用控制变量法,建立了不同地质因素和开采因素影响下的义马矿区邻面协调开采数值模型,以应力转移量为关键因素,确定了应力转移发生的主控条件,提出了邻面协调开采的原则,即工作面应布置在煤厚小和砾岩薄的区域,增大煤柱宽度、邻面错距和先采长度,减小工作面长度,后采面朝靠近先采面采空区方向回采。(6)基于协调开采原则及参数取值,制定了跃进-常村井间区域协调开采方案,提出了表征应力转移程度的微震数据分析方法。现场冲击显现和微震监测情况表明,工作面协调开采对应力转移弱化的效果明显,应力转移引发冲击和微震事件的频次和强度明显降低。
陈洋[4](2021)在《深井条带充填开采冲击地压发生机理与防治研究》文中指出冲击地压矿井条带工作面的安全开采一直是冲击地压领域的研究热点和难点,充填开采是防治条带工作面冲击地压的有效手段。本文以鲁西南矿区深井条带充填开采工作面为背景,采用理论分析、相似材料模拟、数值模拟、工程类比、现场实测等手段,针对定量分析充填开采防冲有效性、深井条带充填开采工作面冲击危险评价方法和防治技术等方面进行了研究和探索,并在运河煤矿进行工程应用。论文主要成果如下:(1)探索了基于“等价采高”描述充填开采效应进而分析覆岩结构演化规律的方法,得到充填工作面覆岩结构运动具有明显的时空滞后性和边界效应的结论;以分析煤体力源特征为主线,研究了“充实率-覆岩结构运动-支承压力演变”三者之间动态转化的力学关系,建立了深井条带充填开采工作面支承压力估算模型,并在C5301工作面进行了可靠性验证。(2)设计了基于等价采高原理的条带充填开采工作面相似模拟试验模型。当等价采高小于0.8m时,采空区顶板只发生弯曲下沉,对工作面煤体施加的动应力最小;当等价采高介于0.8~2.6m之间时,工作面的冲击危险性与等价采高呈明显的正相关性;当等价采高大于2.6m后,覆岩结构发生大范围调整,条带充填工作面的冲击危险达到最大。(3)提出了减冲临界充实率的概念。充实率决定了覆岩运动对煤体的加载效应,当达到减冲临界充实率时,充填有效抑制覆岩运动并实现煤体总应力小于冲击临界应力,充填降低甚至消除了冲击危险;当小于减冲临界充实率时,煤体总应力大于冲击临界应力,表明条带充填工作面仍具有冲击危险。(4)建立了煤体应力比、条带煤柱应力比和弹性能量指数对冲击危险性的隶属度函数,形成了冲击危险等级划分的指标,提出了深井条带充填开采工作面局部、整体冲击危险评价方法。(5)提出了以条带煤柱可采性研究、区段煤柱合理宽度留设和控制充实率为核心的深井条带充填工作面的防冲技术体系,并在C8301条带充填工作面进行了验证。实践表明,提出的防冲技术体系可行、有效,能够保障深井条带充填开采工作面的防冲安全。上述研究成果已经在鲁西南矿区逐步推广应用,取得了良好经济效益和社会效益。
何生全[5](2021)在《近直立煤层群综放开采冲击地压机理及预警技术研究》文中研究指明近直立煤层群由于特殊的煤岩赋存和开采方式,覆岩破断运动及其导致的围岩静载应力分布和动载扰动特征与缓倾斜煤层有较大差异,冲击地压灾害严重,给矿山安全生产带来了挑战。为指导近直立煤层冲击地压防治,系统研究冲击地压机理和预警问题具有理论和实用价值。为此,论文采用实验室试验、现场监测、数值模拟、理论分析及工程实践等方法,对近直立煤层群综放充填开采冲击地压机理及监测预警展开研究。研究分析了乌东煤矿87°近直立煤层群综放充填开采冲击显现特征及诱冲因素。冲击地压全部发生在先开采的B3+6工作面;冲击显现以回采巷道为主,位于综放面前方0~209m,单次冲击破坏范围为75~418 m;顶底板巷破坏呈非对称性和方向性,其中顶板巷以顶板侧巷道肩角下沉、帮鼓及顶板下沉为主,底板巷以岩柱侧南帮底角底鼓和帮鼓为主;破坏较同采方法的东部典型水平和缓倾斜煤层严重。微震事件、冲击震源及高波速区位于工作面附近煤体受压撬作用区域的悬顶和岩柱;综采诱发充填体下沉,地表煤层顶板和岩柱有向采空区拉裂现象;煤体所受的压撬应力是诱发冲击的基础静载力源,构造应力、充填体下沉及悬顶和层间岩柱破裂产生的动载扰动对冲击显现有重要诱发作用。研究了近直立煤层群开采静载应力分布规律。煤层群围岩应力场呈现非对称分布特征,B3+6煤层走向水平应力峰值位于超前工作面20.7 m,倾向距综放面顶部39.3 m,都大于B1+2煤层;综采诱发顶板和岩柱向采空区运移,对煤体施加较大的压撬作用,顶板水平和垂向位移分别是岩柱的10倍和3.5倍,顶板侧煤体下沉现象较岩柱侧明显;除B3+6煤层应力集中程度与充填材料密度呈负相关关系外,煤层群应力集中程度与采深、充填材料密度、侧压力系数及煤层倾角呈正相关;近直立煤层群相对其它倾角煤层悬空顶板和岩柱结构相对完整未破断。建立了震动位移场方程,推导了同步压缩变换函数,研究了近直立煤层群诱冲动载作用规律。介质类型影响震动波传播,同一地层呈现各向同性衰减,巷道围岩受震动波作用发生应力升高并最终卸压发生破坏,S波造成的破坏显着大于P波,受震源位置影响破坏呈明显的由北向南的方向性,巷道破坏呈非对称;岩体破裂产生的动载扰动对诱发近直立煤层冲击地压具有重要作用。构建了悬空结构走向和倾向物理力学模型,推导得到了模型的弹性变形能分布函数,研究揭示了近直立煤层群充填开采条件下冲击地压机理。充填长度和充填体反力影响基本顶和层间岩柱走向岩梁组合支撑结构稳定性和工作面区域应力场;围岩能量分布受煤层倾角、侧压力系数、支护力系数及结构悬空长度影响,压撬区弹性能最大,压撬区域顶板和岩柱有发生破裂并产生动载荷的能力,悬空顶板和岩柱结构是静载源和动载源的主要来源;得到了冲击地压致灾过程模型,冲击地压机理为:悬空顶板挤压破裂诱冲机理、悬空岩柱撬转破裂诱冲机理及压撬效应耦合诱冲机理。研究构建了适用于近直立煤层群的冲击危险预警指标体系,建立了多指标集成预警模型。应用结果表明:各指标对冲击危险具有明显的响应特征,近直立煤层群时空预警指标前兆特征演化规律与水平/缓倾斜煤层存在差异,多指标集成预警方法能够及时预警冲击危险,解决了各系统各自为政,预警结果独立的问题,提高了预警准确性。研究成果为类似赋存条件煤层群安全开采提供了理论和技术支撑。该论文有图125幅,表15个,参考文献282篇。
李济华[6](2020)在《砚北煤矿2502采区冲击地压防治技术研究》文中认为砚北煤田处于华亭煤田的中东部,其煤层是处于褶皱构造区的特厚煤层。随着矿井开采的逐渐加深,受褶皱构造影响,高地应力以及高开采集中应力对巷道和工作面周围岩体的作用逐渐加强。当应力超过煤岩体极限强度后,煤岩体在开采工作的继续扰动下会出现失去稳定的情形,继而造成弹性变形能的瞬间释放,这种能量的意外释放往往会造成巷道变形和封堵、设备损坏、人员伤亡等危害,严重威胁着矿井的安全开采。为减少设备、巷道的损坏程度及人员伤害,减少企业经济损失,对砚北煤矿进行冲击地压防治与安全防护技术研究具有重要意义。本文以砚北煤矿2502采区为背景,通过理论分析方法,确定该采区诱发冲击地压的主要原因;结合现场实测方法,对冲击地压集中发生区域的巷道矿压规律进行观测,同时通过微震监测的方法,监测冲击地压区域的震动能量频次及震动相对位置等;通过数值模拟分析方法,对2502采区窄煤柱护巷的合理性进行评价,同时优化了窄煤柱沿空掘巷的巷道支护参数,最终通过现场应用,验证了论文研究成果。通过理论分析、数值模拟、现场实测等综合研究方法,最终对砚北煤矿2502采区采取了以微震监测为主,矿压监测为辅的冲击地压综合监测预警方法,同时通过优化窄煤柱尺寸,确定了煤矿合理的冲击地压防治措施,有效降低了矿井冲击地压发生频率,保证了矿井安全生产。
唐晓明[7](2020)在《采空区遗留煤柱下工作面回采冲击矿压防治技术研究》文中研究指明大量研究表明,对于多煤层开采,应优先开采上保护层。但是实际开采过程中,上覆煤层由于断层、煤厚变化、开采布局等因素的影响留有部分煤柱,而该煤柱的留设往往会使之成为应力集中区域,增加下部煤层的冲击危险性,影响煤矿安全生产。徐庄煤矿8332工作面上方为7235、7332采空区及其之间的遗留煤柱,受7235、7332采空区的影响,遗留煤柱内静载应力较高,加之工作面采动的影响,易诱发冲击矿压。因此,本论文以徐庄煤矿采空区遗留煤柱下8332工作面为研究对象,结合实际开采情况,理论分析了采空区遗留煤柱下工作面的冲击影响因素及覆岩结构演化规律,通过数值模拟手段分析了采空区遗留煤柱下工作面各回采时期的围岩应力分布特征,并结合微震数据分析了采空区遗留煤柱下工作面回采过程中微震的时空演化规律及震源的破裂模式,最后提出了8332工作面冲击危险的监测、防治技术并应用于现场,得出如下结论:(1)按照8332工作实际开采情况,理论分析了采空区遗留煤柱下工作面的冲击危险影响因素及覆岩结构演化规律。结果表明:影响8332工作面回采冲击危险的主控因素为采空区遗留煤柱及保护层开采因素;8332工作面回采前段,在已经基本稳定的覆岩结构中再次形成了“F”型空间结构;8332工作面回采后段,在遗留煤柱区域形成“T”型空间结构。(2)研究了采空区遗留煤柱下工作面回采过程中的应力分布特征,沿工作面顶板在遗留煤柱方向和工作面走向方向各布置一条测线。受上保护层的影响,煤壁前方的超前支承应力整体偏低,一般在10~15m范围出现应力峰值,只有在回采第一步时,煤壁前方的超前支承压力明显高于其它回采阶段,说明工作面初次回采对工作面的安全生产起着重要的作用;工作面上方遗留煤柱区域的支承压力数值较高,平均为70MPa,受8332工作面回采的影响,工作面超前100m范围遗留煤柱区的应力会再次叠加,最大可达79MPa,因此遗留煤柱影响区冲击危险性较高。(3)基于工作面回采期间的微震数据,分析了采空区遗留煤柱下工作面回采过程中微震时空演化规律及震源破裂模式。8332工作面回采期间,微震能量、频次整体较低,呈先增加后减小再增加的趋势,微震平面分布呈椭圆形,沿遗留煤柱区域向两侧扩展,表明8332工作面回采至“见方”期间及正常推进阶段冲击危险性较大;工作面回采至不同阶段,采空区遗留煤柱与工作面的位置关系不同,工作面受遗留煤柱的作用方式不同,震源破裂模式也会发生改变。(4)结合采空区遗留煤柱下工作面冲击特征,制定了针对8332工作面的冲击矿压监测及防治技术,并进行了效果检验。得到以上手段降低了工作面回采期间的冲击危险等级,矿压显现较为稳定,未出现能量大于104J的微震活动,实际冲击危险性较低。本论文研究成果能够有效地指导8332工作面的安全生产,同时也为类似条件下工作面回采提供一定的理论支撑和技术指导。本论文有图62幅,表13个,参考文献100篇。
魏忠奎[8](2020)在《田陈煤矿3下7123工作面覆岩结构运动规律及灾害控制研究》文中研究表明近年来,我国浅部煤炭资源的日益枯竭,东部矿区逐步进入深部开采。随着我国煤矿开采技术水平和煤机机械装备制造水平的明显提升,我国煤矿井工开采长壁工作面的宽度亦呈增大趋势。超长工作面开采过程中来压剧烈,主要表现为超长工作面更容易出现煤壁片帮、支架阻力过大,甚至会发生煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力学灾害。本文以田陈煤矿3下7123工作面为研究对象,研究了3下7123超长工作面覆岩结构运动规律及灾害控制措施。通过数值计算、物理相似模拟实验、现场监测和工业性试验等研究手段和技术方法,研究了3下7123超长工作面覆岩运移规律和工作面支承压力分布规律,探索了超长工作面开采过程中的冲击地压防治措施,根据工作面的实际工程条件实施了工作面冲击地压防控措施,保证了工作面安全开采,取得了良好的应用效果。论文主要取得了以下研究成果:(1)通过采用数值模拟的方法研究了工作面斜长200 m、360 m时,得到了工作面超前支承压力演化的特征。工作面斜长由200 m增大到360 m时,工作面“见方”时的超前支承压力由42.24 MPa增大到58.17 MPa,应力集中系数由2.82增大到3.88,工作面的最大超前支承压力位置由4.5 m增大到了5.5 m,增大了影响范围。(2)现场实测了工作面超前支承压力影响范围为距离70.3-85.1 m,支承压力急剧增加位置距煤壁30 m;通过理论计算和数值模拟得到,当工作面斜长360m时得到工作面推进50 m、100 m、150 m、200 m、300 m、360 m时,应力集中系数分别为2.24、2.74、2.91、2.96、2.99、3.88。(3)相似材料模拟试验揭示了3下7123超长工作面开采顶板离层发育特征和覆岩结构运动特征。随着关键层的周期性破断,周期性产生震动,发生周期性冲击。(4)工作面越短,周期来压步距受工作面推采进度影响越大,并且周期来压步距不均衡性更加突出,工作面越长,周期来压步距受工作面推采进度影响越小,来压步距更加稳定,同时随着工作面长度的增加,周期来压顶板破断线与工作面平行度越高。超长工作面采场覆岩关键层破碎块度比普通工作面的要小。因此,超长综放面来压强度小,且压力分布均匀,而且会出现覆岩主关键层来压现象,必须加强预测预报和有效控制。论文包含图38幅,表格9个,参考文献122篇。
孙刘伟[9](2020)在《煤巷爆破卸压-支护加固协同防冲技术研究》文中进行了进一步梳理冲击地压灾害破坏性强,危害性巨大。我国煤矿冲击地压灾害85%发生在回采巷道,主要原因是巷道近场高应力区煤岩体所受叠加应力超过其强度极限发生破坏,积聚的弹能应变能瞬间释放导致巷道剧烈破坏。因此,采用卸压方式缓解巷道围岩高应力集中程度,或加强支护提高巷道围岩抗冲击破坏能力,成为冲击地压巷道防控的两大途径。针对煤层硬度为中硬及以上、煤层局部夹矸或变质导致高应力、评价监测为强冲击危险等情况,煤层爆破卸压效果明显,适应性强,但煤层爆破致裂损伤效应会破坏巷道围岩完整性,降低围岩承载能力,削弱了支护结构的抗冲击性能。由此看来,“爆破卸压”与“支护加固”既矛盾又统一,如何实现两者的“协同双效”作用是一个非常重要的研究课题。本文采用现场试验、数值模拟、理论分析等研究手段,分析了煤层爆破卸压减冲机制和对巷道围岩及支护体损伤机制,构建了爆破损伤巷道围岩评估方法,提出了损伤巷道围岩承载结构重塑技术,规划了爆破卸压-支护加固协同防冲实现路径。论文取得主要研究成果如下:(1)研究得出了煤层爆破卸压减冲机制。基于煤层爆破分区特征,总结了煤层爆破卸压减冲机制。煤层爆破致裂可降低煤体力学性质改善煤体冲击倾向性,调整巷道承载结构转移集中应力峰值分布,形成卸压区域耗散冲击能量传递。即煤层爆破卸压减冲机制归纳为“改性-降载-耗能”。(2)分析了煤层爆破卸压对巷道支护的损伤效应。煤体爆破应力波导致巷道周边围岩松动破坏,该区域煤体强度降低,承载能力下降;煤层爆破卸压破坏了巷道原有承载结构,降低了围岩承载体系的稳定性;爆破卸压作用下,锚杆锚固力降低,局部锚杆会失效,巷道锚杆支护系统能力衰减;爆破卸压后,巷道周边围岩裂隙增加,围岩完整性降低,巷道累计变形加大。煤层爆破卸压对巷道支护围岩具有损伤作用归纳为:“围岩劣化-结构失稳-支护衰减-巷道变形”。(3)实测得到了爆破卸压作用下巷道围岩动态响应特征。采用PASAT-M型便携式微震系统,现场实测了不同爆破应力波的传播规律及巷道围岩动态响应特征。结果表明:强冲击危险巷道围岩,高能爆破振动的持续时间大于低能爆破;爆破帮、顶板、非爆破帮振动主频、振幅与至震源距离呈不同线性关系;在评价爆破卸压对巷道围岩的损伤时,需考虑卸压爆破振动的幅值、频率和持续时间三个指标。(4)分析了爆破卸压作用下巷道围岩损伤破坏模式。基于现场实测获取的巷道围岩爆破振动参数,采用FLAC3D数值模拟方法建立巷道爆破振动数值模型,揭示了爆破振动下的巷道围岩的主要破坏模式为剪切破坏;爆破振动过程中近场围岩应力水平出现小幅增加,结束后巷道表面围岩的应力相对于爆破前有所降低。(5)提出了煤层爆破损伤巷道评估方法及锚固承载结构重塑关键技术。分析了受损巷道塑性区扩展特征,揭示了巷道变形失稳演化过程;建立了爆破卸压损伤巷道支护评估方法,提出了锚固承载结构重塑原则及关键技术。结果表明:巷道开挖后围岩内部形成一次动态稳定塑性边界,爆破应力波使一次动态稳定塑性边界向外扩张形成二次动态稳定塑性边界,当爆破区域进入到超前支承应力影响范围内时,巷道围岩继续向外扩张形成三次动态稳定塑性边界。综合考虑巷道围岩扩展损伤和锚杆工作阻力损伤,提出了爆破损伤巷道七级划分标准。在此基础上,提出了全断面支护、非对称式局部重点加固、抗冲击性能支护构件及注浆改性的围岩承载结构重塑原则,提出了高强度主动锚固修复、吸能锚杆锚索补强、锚注一体化支护等巷道锚固承载结构重塑关键技术。(6)基于强度理论,结合煤体“动应力硬化效应”和“单向-三向硬化效应”,构建了巷道冲击地压发生判据,围岩周边的主应力能够引起冲击的必要条件是其超过煤岩的单向抗压强度,即Ic>1;基于震波CT原位探测实际揭示工作面静载应力分布特征,建立以波速异常系数AC和波速梯度系数GC为主要因子的冲击地压危险性评估模型,提出了巷道冲击危险性评价及危险区域确定方法。(7)形成了煤层爆破卸压-支护加固协同防冲关键技术。冲击地压巷道解危施工中,须将爆破卸压与支护加固协同考虑,既要发挥爆破卸压“改性-降载-耗能”的积极作用,又要尽量降低爆破卸压“围岩劣化-结构失稳-支护衰减-巷道变形”的负面影响。在负面作用超出容许范围时,采用受损巷道承载结构重塑关键技术,提高支护结构的抗冲击能力,最终实现精准爆破卸压-高冲击韧性锚网索支护协同防冲。(8)爆破卸压-支护加固协同防冲现场实验取得良好效果。分析了高自重应力、强构造应力及采空区后方持续增长的侧向支承压力特征,采用震波CT原位探测技术反演得到巷道冲击危险指数C=0.50.7,制定了“煤层爆破卸压-巷道损伤评估-巷道全断面补强支护-降低开采扰动”的爆破卸压-支护加固协同防冲技术,现场应用取得成功,监测应力未发生突增,微震能量及频次变化平缓。
关德位[10](2020)在《高家堡煤矿一盘区大巷冲击主控因素分析及其控制对策》文中进行了进一步梳理近年来,我国西北部地区煤矿冲击矿压灾害发生频率急剧增加,对安全生产造成威胁。本文以陕西彬长地区正通煤业高家堡煤矿一盘区为背景,分析了水平应力、物理及力学参数对煤矿冲击破坏的影响规律,研究得出了高家堡一盘区大巷冲击的主控因素。高家堡煤矿位于彬长矿区的西北部,向东到达雅店勘查区附近,向西约到陕甘省界,向南和杨家坪煤矿、孟村井田相接,向北到达泾河,井田的总面积约为219.168km2。其一盘区位于矿井西翼的向北方向,该盘区东西方向的长度大约为4.0km,南北方向的宽度大约为3.0km,面积大约为12km2。高家堡煤矿煤层的埋深为1000m左右,大埋深使得煤层附近的煤岩体应力水平很高,压力显现表现出的冲击情况更加剧烈、复杂,在其自重应力相对较大的情况下,受到轻微动载的干扰,就会产生很高的载荷。即在这种情况下,近处较小的震动或者远处较大的矿震就能诱发冲击。统计分析了一盘区大巷在掘进与回采期间所发生的强矿震及冲击特征。当只有一个工作面开采时,微震事件较少;当一盘区101、103、102以及二盘区201等四个工作面开采结束后,大巷区域微震事件大量增加。数值模拟研究了不同开采程度下,大巷附近煤岩体的位移、应力等的变化关系。根据数值模拟结果,结合理论分析可知,高家堡煤矿一盘区大巷埋深较大,且煤层较厚,它的静载条件极其接近产生冲击的最小载荷,再加上一定的动载扰动,特别容易破坏它的极限平衡状态,很容易诱发冲击危险。同时分析了在不同情况下各个因素对大巷冲击影响情况,确定了高家堡煤矿一盘区大巷的冲击主控因素,一盘区大巷为煤巷,自身稳定性较差,加上埋深高,处于高静载条件下,低扰动便可引起矿震活动。根据研究成果,提出相应的对策,确定了高家堡煤矿一盘区大巷的防治方案,通过钻屑法、支架阻力观测法和微震定位法等方法进行监测,采用巷道顶板爆破法、煤体卸压爆破法和底板爆破法等方法进行卸压,保证了大巷的稳定,取得了良好的效果。论文的研究成果可以为相似工程地质条件矿井的冲击矿压防治工作提供一定的参考。论文有图46幅,表17个,参考文献90篇。
二、深部开采冲击矿压防治研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、深部开采冲击矿压防治研究(论文提纲范文)
(1)岩爆和冲击地压的差异解析及深部工程地质灾害关键机理问题(论文提纲范文)
0 引言 |
1 岩爆、冲击地压的含义和名称 |
1.1 岩爆、冲击地压的英文名称 |
1.2 岩爆、冲击地压的中文名称 |
1.3 冲击地压的中文别名 |
1.4 岩爆、冲击地压名称区别和特点 |
2 岩爆和冲击地压的主要差异 |
2.1 表观现象不同 |
2.2 限定对象不同 |
2.3 研究对象不同 |
2.4 赋存条件不同 |
2.5 行业领域不同 |
2.6 工程建设方法不同 |
2.7 工程建设目的、要求及支护性质不同 |
2.8 诱发机理不同 |
2.9 倾向性判据不同 |
2.1 0 划分类型不同 |
2.1 1 划分等级不同 |
2.1 2 等级评价方法不同 |
3 关于岩爆和冲击地压的几点认识 |
3.1 岩爆和冲击地压的深部工程地质灾害共同属性 |
3.2 深部和高地应力的关系 |
3.3 岩爆和冲击地压的早期研究 |
3.4 岩爆和冲击地压术语分开的观点和客观必要性 |
3.5 不能简单地以行业领域认识岩爆和冲击地压 |
3.6 正确认识岩爆和冲击地压的诱因与防治之间的辩证关系 |
3.7 对冲击地压术语修正的观点 |
4 岩爆和冲击地压的关键机理问题 |
4.1 研究对象 |
4.2 受力条件 |
4.3 边界条件 |
5 结论 |
(2)陕蒙深部矿区典型动力灾害发生机理及防治研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 课题来源、研究背景及意义 |
2.1.1 课题来源 |
2.1.2 研究背景 |
2.1.3 论文研究意义 |
2.2 国内外研究现状 |
2.2.1 冲击地压发生机理研究现状 |
2.2.2 冲击地压监测预警研究现状 |
2.2.3 冲击地压防治技术研究现状 |
2.2.4 矿震发生机理、预测及防治研究现状 |
2.3 主要存在及亟待解决的问题 |
2.4 课题研究内容及技术路线 |
2.4.1 主要研究内容 |
2.4.2 研究方法 |
2.4.3 技术路线 |
3 陕蒙深部矿区动力灾害特征及其分类 |
3.1 陕蒙深部矿区典型地质开采条件特征 |
3.1.1 陕蒙深部矿区地层条件 |
3.1.2 陕蒙深部矿区煤岩体冲击倾向性 |
3.1.3 陕蒙深部矿区现阶段开采设计概况 |
3.2 陕蒙深部矿区典型开采条件下动力灾害特征 |
3.3 陕蒙深部矿区覆岩结构演化特征与力源类型 |
3.3.1 首采工作面开采边界条件下覆岩结构演化特征与力源类型 |
3.3.2 沿空工作面开采边界条件下覆岩结构演化特征与力源类型 |
3.3.3 两侧采空边界条件下覆岩结构演化特征与力源类型 |
3.4 陕蒙深部矿区动力灾害分类 |
3.5 本章小结 |
4 陕蒙深部矿井采动疏水应力叠加诱冲机理及其防治 |
4.1 采动疏水应力叠加诱冲案例分析 |
4.2 采动疏水应力叠加冲击地压力学模型 |
4.2.1 疏水对工作面支承压力的影响 |
4.2.2 推采速度对支承压力的影响 |
4.2.3 采动疏水应力叠加诱冲机制 |
4.3 疏水区开采冲击地压发生机制的相似材料模拟 |
4.3.1 相似材料模拟模型 |
4.3.2 相似模拟揭示的疏水后应力演化规律 |
4.4 采动疏水应力叠加冲击地压发生机制的数值模拟 |
4.4.1 数值模拟揭示的疏水前后应力分布规律 |
4.4.2 不同推采速度过疏水影响区支承压力分析 |
4.5 疏水前后221_上06工作面冲击危险区划分 |
4.5.1 221_上06工作面富水区疏水概况 |
4.5.2 221_上06工作面④号富水区疏水前冲击危险区划分 |
4.5.3 221_上06工作面④号富水区疏水后冲击危险区划分 |
4.5.4 221_上06工作面④号富水区疏水前后冲击危险区对比分析 |
4.6 采动疏水应力叠加冲击地压防治 |
4.6.1 疏水增压区的防治措施 |
4.6.2 疏水影响区域推采速度的动态调控 |
4.7 本章小结 |
5 陕蒙深部矿井宽区段煤柱应力叠加诱冲机理及其防治 |
5.1 陕蒙深部矿井宽区段煤柱诱冲案例分析 |
5.2 区段煤柱所处应力环境分析 |
5.2.1 不同埋深条件下宽区段煤柱应力环境分析 |
5.2.2 不同宽度条件下区段煤柱应力环境分析 |
5.3 宽区段煤柱诱发冲击地压机理研究 |
5.3.1 区段煤柱破坏分区 |
5.3.2 不同区段煤柱弹性核区宽度数值分析 |
5.3.3 宽区段煤柱应力演化规律 |
5.3.4 宽区段煤柱诱发冲击地压机理 |
5.4 区段煤柱诱发冲击地压防治与现场应用 |
5.4.1 理论计算和现场监测结果 |
5.4.2 已留宽区段煤柱冲击地压防治对策 |
5.4.3 宽区段煤柱诱发冲击地压防治措施现场实施方案 |
5.4.4 下阶段基于防冲的窄煤柱宽度设计 |
5.5 本章小结 |
6 陕蒙深部矿井隔离煤柱区硬岩破断型矿震机理 |
6.1 隔离煤柱区硬岩破断型矿震案例 |
6.1.1 工程地质概况 |
6.1.2 工作面现场矿震发生情况 |
6.2 隔离煤柱区硬岩破断型矿震发生机理 |
6.2.1 关键层挠度弯曲变形分析 |
6.2.2 采动引起的隔离煤柱压缩量分析 |
6.2.3 煤柱压缩量与关键层挠曲变形量关系分析 |
6.3 基于“冲击-矿震”协同控制的隔离煤柱宽度设计 |
6.4 数值模拟和现场监测分析验证 |
6.4.1 理论计算验证 |
6.4.2 数值模拟分析验证 |
6.4.3 微震监测分析验证 |
6.5 本章小结 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 不足与展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)大型地质体控制下冲击地压发生机制与防治方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及分析 |
1.2.1 冲击地压现象描述 |
1.2.2 冲击地压发生机理 |
1.2.2.1 经典理论 |
1.2.2.2 大型地质体控制下的冲击地压发生机理 |
1.2.3 冲击地压防治技术 |
1.2.3.1 区域防范方法 |
1.2.3.2 局部解危方法 |
1.2.3.3 大型地质体控制下的矿井防冲方法 |
1.3 目前研究存在的问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 大型地质体控制下煤矿原岩应力特征分析 |
2.1 冲击地压应力条件的提出 |
2.1.1 冲击地压影响因素分析 |
2.1.1.1 地质因素 |
2.1.1.2 开采因素 |
2.1.2 冲击地压机理的数学描述 |
2.2 煤矿大型地质体认知 |
2.2.1 大型地质体的定义 |
2.2.2 我国矿区典型大型地质体特征 |
2.3 大型地质体控制下煤矿原岩应力特征 |
2.3.1 常规地质条件下的煤矿原岩应力特征 |
2.3.2 大型地质体对原岩应力的影响 |
2.3.2.1 原岩应力测试结果 |
2.3.2.2 原岩应力特征 |
2.4 小结 |
3 巨厚砾岩控制下覆岩结构运动及采动应力演化规律分析 |
3.1 巨厚砾岩控制下矿区覆岩结构探测及结构影响 |
3.1.1 采动条件下巨厚砾岩赋存状态分析 |
3.1.2 采动条件下覆岩结构运动的初步认知 |
3.2 覆岩结构运动特征及采动应力演化规律理论分析 |
3.2.1 巨厚砾岩联动特征 |
3.2.1.1 结构单元力学模型构建 |
3.2.1.2 巨厚岩层的联动形态 |
3.2.1.3 基于联动形态的扰动范围 |
3.2.2 相邻工作面开采应力互扰规律 |
3.2.2.1 工作面开采的力学模型构建 |
3.2.2.2 先采工作面开采后的应力演化特征 |
3.2.2.3 后采工作面开采的应力演化特征 |
3.3 小结 |
4 巨厚砾岩控制下覆岩结构全时空扰动规律研究 |
4.1 试验准备 |
4.1.1 试验装置 |
4.1.2 相似模拟比例设置 |
4.1.3 模型铺设及监测布置 |
4.1.3.1 模型铺设过程 |
4.1.3.2 监测布置 |
4.1.4 开挖设置 |
4.2 巨厚砾岩全空间联动特征 |
4.2.1 覆岩空间结构演化规律 |
4.2.1.1 覆岩破断特征 |
4.2.1.2 覆岩空间结构演化过程 |
4.2.2 不同开采方式的下位巨厚砾岩联动特征 |
4.2.2.1 先采面率先回采时期 |
4.2.2.2 两面同时回采时期 |
4.2.2.3 后采面最后回采时期 |
4.2.3 不同层位巨厚砾岩的联动程度 |
4.2.4 巨厚砾岩联动的扰动范围 |
4.3 邻面开采下的垂直应力演化规律 |
4.3.1 先采工作面开采 |
4.3.1.1 先采面率先回采时期 |
4.3.1.2 两面同时回采时期 |
4.3.2 后采工作面开采 |
4.3.2.1 两面同时回采时期 |
4.3.2.2 后采面最后回采时期 |
4.4 本章小结 |
5 巨厚砾岩控制下覆岩结构扰动致冲机制实测研究 |
5.1 相邻工作面工程背景 |
5.1.1 研究区域 |
5.1.2 监测布置 |
5.2 巨厚砾岩联动致冲机制 |
5.2.1 巨厚砾岩运动特征 |
5.2.2 巨厚砾岩扰动范围 |
5.2.3 后采工作面冲击机制 |
5.2.3.1 联动条件下的煤岩应力环境 |
5.2.3.2 13230 工作面冲击显现特征 |
5.2.3.3 致冲机制 |
5.3 应力转移致冲机制 |
5.3.1 应力转移特征 |
5.3.2 先采工作面冲击机制 |
5.4 小结 |
6 巨厚砾岩控制下覆岩结构扰动弱化防冲方法研究 |
6.1 基于覆岩结构扰动弱化的工作面防冲理念 |
6.1.1 弱链增耗防冲方法 |
6.1.2 吸能稳构防冲方法 |
6.1.3 协调开采防冲方法 |
6.2 相邻工作面协调开采方法模拟研究 |
6.2.1 数值模拟设计 |
6.2.1.1 影响因素及条件设置 |
6.2.1.2 模型构建 |
6.2.1.3 开采设置 |
6.2.1.4 应力观测设置 |
6.2.2 不同因素的应力转移主控条件 |
6.2.2.1 应力增量直接表征 |
6.2.2.2 覆岩破坏高度间接表征 |
6.2.3 邻面协调开采参数设计 |
6.2.3.1 避免应力转移的因素取值范围 |
6.2.3.2 工作面布置原则及参数 |
6.3 本章小结 |
7 巨厚砾岩控制下区域协调开采实践及效果评价 |
7.1 工作面协调开采方案制定 |
7.1.1 区域地质及开采概况 |
7.1.2 接替工作面的选取 |
7.2 协调开采效果评价 |
7.2.1 微震监测实践 |
7.2.1.1 微震系统布置 |
7.2.1.2 微震数据处理方法 |
7.2.2 工作面协调开采效果分析 |
7.2.2.1 对比方案的提出 |
7.2.2.2 煤岩微破裂引发应力转移 |
7.2.2.3 冲击引发应力转移 |
7.3 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
8.3.1 大型地质体控制下冲击地压发生机理 |
8.3.2 大型地质体控制下冲击地压监测技术与装备 |
8.3.3 大型地质体控制下冲击地压防治方法与技术 |
8.3.4 大型地质体控制下冲击地压理论与技术体系 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(4)深井条带充填开采冲击地压发生机理与防治研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 课题来源、研究背景及意义 |
2.1.1 课题来源 |
2.1.2 研究背景 |
2.1.3 课题意义 |
2.2 国内外研究现状 |
2.2.1 冲击地压发生机理研究现状 |
2.2.2 冲击危险性评价方法研究现状 |
2.2.3 冲击地压监测预警技术研究现状 |
2.2.4 冲击地压治理技术研究现状 |
2.2.5 充填开采与冲击地压的关系研究现状 |
2.2.6 亟待进一步解决的问题 |
2.3 课题研究内容及技术路线 |
2.3.1 主要研究内容 |
2.3.2 研究方法 |
2.3.3 技术路线 |
3 深井条带充填开采覆岩结构演化特征与支承压力分布规律研究 |
3.1 工程背景分析 |
3.2 深井条带充填开采覆岩空间结构及演化规律分析 |
3.2.1 典型开采边界条件下条带充填工作面类型划分 |
3.2.2 采空区充实率对覆岩结构特征的影响 |
3.2.3 深井充填工作面覆岩结构演化的时空滞后性 |
3.2.4 深井充填工作面覆岩结构演变的边界效应 |
3.3 深井充填工作面走向支承压力分布及演化规律 |
3.3.1 深井充填工作面载荷三带结构基本模型 |
3.3.2 深井充填工作面静应力估算方法 |
3.3.3 深井充填工作面静应力增量估算方法 |
3.4 采空区充填效果对关键层完整性的影响 |
3.5 深井条带充填工作面载荷三带结构演化规律 |
3.6 实体条带充填开采载荷三带模型的可靠性验证 |
3.6.1 实体条带充填开采工作面超前支承压力计算 |
3.6.2 实体条带充填开采工作面煤体应力监测分析 |
3.6.3 实体条带充填开采工作面支架工作阻力分析 |
3.6.4 实体条带充填开采工作面微震事件空间分布特征 |
3.7 本章小结 |
4 深井条带充填开采冲击地压发生机理研究 |
4.1 深井条带充填开采覆岩运动规律的相似材料模拟试验 |
4.1.1 相似材料模拟试验方案 |
4.1.2 不同等价采高条件下条带充填开采覆岩破坏规律 |
4.1.3 不同等价采高条件下条带充填开采覆岩位移场特征 |
4.2 深井条带充填开采覆岩运动和应力分布特征的数值模拟研究 |
4.2.1 数值模拟方案 |
4.2.2 等价采高对条带充填工作面支承压力影响的数值模拟分析 |
4.3 深井条带充填开采期间覆岩空间结构演化特征 |
4.4 基于动静应力叠加的非充分采动采空区覆岩联动致冲机理 |
4.5 本章小结 |
5 深井条带充填开采工作面冲击危险性评估方法研究 |
5.1 深井条带工作面充填防冲有效性评估方法 |
5.2 深井条带充填开采工作面冲击危险性评估方法 |
5.2.1 煤体应力状态对局部冲击危险隶属度分析 |
5.2.2 条带煤柱应力状态对整体冲击危险隶属度分析 |
5.2.3 煤层弹性能量指数对冲击危险性的隶属度 |
5.2.4 条带煤柱充填工作面冲击危险评价方法 |
5.3 深井条带煤柱充填工作面冲击危险性评估实例 |
5.3.1 深井条带煤柱充填工作面整体冲击可能性验算 |
5.3.2 深井条带煤柱充填工作面局部冲击可能性验算 |
5.4 本章小结 |
6 深井条带充填开采冲击地压防治技术体系研究 |
6.1 基于防冲的条带煤柱的可采性研究 |
6.2 基于防冲的深井条带充填工作面区段煤柱设计 |
6.2.1 避免巷道局部冲击的区段煤柱最大宽度 |
6.2.2 避免发生工作面整体冲击的最大区段煤柱宽度 |
6.2.3 保障采空区充填体稳定的区段煤柱宽度 |
6.3 基于防冲的深井条带充填开采工作面的充实率控制 |
6.4 深井条带充填开采工作面的防冲措施 |
6.4.1 基于降低弹性能量指数的煤层大直径钻孔参数设计 |
6.4.2 两顺槽走向爆破断顶方案 |
6.4.3 合理推采速度的确定 |
6.4.4 地震波CT反演监测方案 |
6.4.5 加强巷道超前支护 |
6.5 本章小结 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 不足与展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究 |
学位论文数据集 |
(5)近直立煤层群综放开采冲击地压机理及预警技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 论文研究来源 |
1.2 研究背景与意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 冲击地压理论研究现状 |
1.3.2 动载诱冲机制研究现状 |
1.3.3 大倾角煤层冲击地压机理研究现状 |
1.3.4 冲击地压监测预警研究现状 |
1.4 需进一步研究的问题 |
1.5 主要研究内容及方法 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究方法及技术路线 |
2 近直立煤层群冲击地压显现特征及诱冲因素研究 |
2.1 近直立煤层群地质及开采技术条件 |
2.2 近直立煤层群冲击地压显现特征 |
2.2.1 典型冲击地压事件 |
2.2.2 近直立煤层群冲击地压破坏特征 |
2.3 近直立煤层群冲击地压诱冲因素分析 |
2.3.1 冲击前后微震活动特征 |
2.3.2 冲击前后应力场演变特征 |
2.3.3 地表及围岩破坏特征 |
2.3.4 冲击地压诱冲因素总结 |
2.4 本章小结 |
3 近直立煤层群开采静载应力分布规律研究 |
3.1 模型构建与模拟方案 |
3.1.1 数值模型 |
3.1.2 模拟研究方案 |
3.2 覆岩运移及煤岩应力场演化规律 |
3.2.1 近直立煤层群围岩应力场分布特征 |
3.2.2 近直立煤层群覆岩运移规律 |
3.2.3 工作面开采过程中采动应力分布特征 |
3.3 采空区充填材料力学性质对覆岩运移及应力场分布影响 |
3.3.1 应力场随充填材料力学性质的变化特征 |
3.3.2 覆岩运移随充填材料力学性质的变化规律 |
3.3.3 采空区不同充填材料力学性质下煤岩体塑性破坏特征 |
3.4 侧压力系数对覆岩运移及应力场分布影响 |
3.4.1 应力场随侧压力系数的变化特征 |
3.4.2 覆岩运移随侧压力系数的变化规律 |
3.5 煤层倾角对覆岩运移及应力场分布影响 |
3.5.1 应力场随煤层倾角变化 |
3.5.2 失稳破坏强度随煤层倾角变化 |
3.5.3 煤体运移规律随煤层倾角变化 |
3.6 本章小结 |
4 近直立煤层群动载诱冲作用规律研究 |
4.1 煤岩体破裂震动位移场 |
4.2 动载源处理及震动波形拆分 |
4.2.1 震动波辐射模式设定 |
4.2.2 诱发近直立煤层群冲击地压的典型震动波计算和校准 |
4.2.3 基于同步压缩变换的震动波形拆分 |
4.3 动载模拟方案和损伤评估方法 |
4.3.1 冲击地压背景和破坏特征 |
4.3.2 动载计算模型构建和赋值 |
4.3.3 模型边界条件设置 |
4.3.4 震动波加载方法 |
4.3.5 冲击地压损伤评估方法 |
4.4 近直立煤层群动载诱冲数值模拟结果 |
4.4.1 震动波在煤岩介质中的传播特征 |
4.4.2 震动波引起的围岩动态响应 |
4.4.3 近直立煤层群巷道围岩的损伤特征 |
4.4.4 动载作用下巷道围岩损伤评估 |
4.5 本章小结 |
5 近直立煤层群综放充填开采压撬型冲击地压机理研究 |
5.1 近直立煤层群综放充填开采走向岩梁受力分析 |
5.1.1 煤层群采空区走向充填布置 |
5.1.2 充填条件下基本顶超静定梁分析 |
5.1.3 充填条件下层间岩柱超静定梁分析 |
5.2 “近直立悬顶结构”倾向模型构建及力学分析 |
5.2.1 悬顶结构力学模型构建及受力分析 |
5.2.2 悬顶结构能量分布及影响因素分析 |
5.2.3 悬顶破裂诱冲能力分析 |
5.3 “近直立岩柱结构”倾向模型构建及力学分析 |
5.3.1 悬空岩柱力学模型构建及受力分析 |
5.3.2 悬空岩柱能量分布及影响因素分析 |
5.4 覆岩结构弹性能释放诱发动载扰动分析 |
5.5 近直立煤层群开采冲击地压机理分析 |
5.5.1 悬顶挤压效应和破裂诱发冲击地压 |
5.5.2 岩柱撬转破裂诱冲机理 |
5.5.3 压撬效应耦合冲击地压机理 |
5.6 本章小结 |
6 近直立煤层群冲击地压多指标集成预警方法及工程验证 |
6.1 近直立煤层群综放充填开采冲击危险多指标集成预警原理 |
6.2 冲击地压危险前兆信息响应特征及指标体系 |
6.2.1 监测系统布置 |
6.2.2 冲击危险预警指标时序前兆特征分析 |
6.2.3 冲击危险预警指标空间前兆特征分析 |
6.2.4 冲击危险预警指标体系 |
6.3 冲击地压危险多指标集成预警模型 |
6.3.1 集成预警技术架构 |
6.3.2 集成预警模型构建 |
6.4 多指标集成预警模型工程验证 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(6)砚北煤矿2502采区冲击地压防治技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 选题的背景 |
1.1.1 研究的背景 |
1.1.2 研究的意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冲击地压监测预警研究现状 |
1.2.2 冲击地压防治技术研究现状 |
1.2.3 冲击地压局部解危技术研究现状 |
1.3 研究内容、方法及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究路线 |
2 砚北煤矿冲击地压产生原因分析 |
2.1 地质及开采条件 |
2.2 冲击地压发生原因 |
2.2.1 埋深 |
2.2.2 采高 |
2.2.3 构造应力 |
2.2.4 煤层顶板影响 |
2.3 冲击地压致灾条件分析 |
2.3.1 强度条件 |
2.3.2 能量条件 |
2.3.3 冲击倾向性条件 |
2.4 本章小结 |
3 砚北煤矿冲击地压现场实测研究 |
3.1 冲击地压现场监测方法简述 |
3.1.1 现场矿压监测简述 |
3.1.2 现场微震监测简述 |
3.2 250208工作面回风巷现场矿压监测分析 |
3.2.1 监测方案设计 |
3.2.2 巷道表面位移监测结果分析 |
3.2.3 巷道顶板离层监测结果分析 |
3.2.4 锚杆(索)受力监测结果分析 |
3.3 冲击地压微震监测分析 |
3.3.1 微震监测探头布置方案 |
3.3.2 震动能量频次监测及分析 |
3.3.3 震动相对位置监测结果及分析 |
3.4 本章小结 |
4 区段沿空巷道稳定性研究 |
4.1 沿空掘巷合理位置确定 |
4.2 窄煤柱护巷稳定性理论分析 |
4.2.1 煤柱宽度与围岩变形关系 |
4.2.2 煤柱应力与强度分析 |
4.3 窄煤柱护巷稳定性数值模拟研究 |
4.3.1 数值模型建立 |
4.3.2 边界条件 |
4.3.3 模拟方案 |
4.3.4 模拟结果分析 |
4.4 沿空掘巷巷道支护参数研究 |
4.4.1 围岩支护理论概述 |
4.4.2 数值模型建立 |
4.4.3 边界条件 |
4.4.4 模拟方案 |
4.4.5 模拟结果分析 |
4.4.6 巷道支护参数优化设计 |
4.6 本章小结 |
5 工程实例 |
5.1 窄煤柱沿空掘巷巷道支护 |
5.1.1 施工工艺 |
5.1.2 技术要求 |
5.1.3 安全措施 |
5.2 巷帮卸压技术 |
5.2.1 大直径钻孔卸压 |
5.2.2 煤体深孔爆破 |
5.3 顶板爆破卸压 |
5.3.1 卸压原理 |
5.3.2 施工方案 |
5.4 底板定向爆破卸压 |
5.4.1 定向解危原理 |
5.4.2 定向解危措施 |
5.5 现场实践效果 |
5.6 本章小结 |
6 结论 |
6.1 主要结论 |
6.2 存在问题及展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(7)采空区遗留煤柱下工作面回采冲击矿压防治技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状综述 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
2 采空区遗留煤柱下工作面回采冲击危险性分析 |
2.1 开采概况 |
2.2 工作面冲击危险影响因素分析 |
2.3 工作面关键层判别及覆岩结构特征分析 |
2.4 本章小结 |
3 采空区遗留煤柱下工作面回采应力分布特征分析 |
3.1 数值模型建立 |
3.2 工作面围岩应力分布特征分析 |
3.3 本章小结 |
4 采空区遗留煤柱下工作面回采微震活动规律分析 |
4.1 采空区遗留煤柱下工作面回采微震时空演化规律 |
4.2 工作面震源破裂模式分析 |
4.3 本章小结 |
5 采空区遗留煤柱下工作面回采冲击矿压防治实践 |
5.1 8332工作面冲击矿压监测预警技术 |
5.2 8332工作面冲击矿压防治技术 |
5.3 8332工作面防治效果分析 |
5.4 本章小结 |
6 主要结论 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)田陈煤矿3下7123工作面覆岩结构运动规律及灾害控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及进展 |
1.3 主要研究内容与方法 |
1.4 研究技术路线 |
2 工程概况 |
2.1 工作面概况 |
2.2 工程地质条件 |
2.3 巷道支护技术方案 |
3 3_下7123超长工作面支承压力演化规律研究 |
3.1 3_下7123超长工作面支承压力演化规律数值模拟研究 |
3.2 3_下7123超长工作面支承压力演化特征实测研究 |
3.3 本章小结 |
4 3_下713超长工作面覆岩运动规律与灾害控制 |
4.1 3_下713超长工作面开采顶板覆岩破断运移规律 |
4.2 3_下713超长工作面开采微震特征研究 |
4.3 3_下713超长工作面开采灾害控制 |
4.4 本章小结 |
5 工程应用 |
5.1 工作面冲击危险性评价 |
5.2 冲击危险区综合防治措施 |
5.3 应用效果 |
6 主要结论 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)煤巷爆破卸压-支护加固协同防冲技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 巷道冲击地压发生机理研究现状 |
1.2.2 爆破卸压防治冲击地压研究现状 |
1.2.3 冲击地压巷道支护防冲技术研究现状 |
1.2.4 爆破应力波对围岩稳定及支护结构影响的研究 |
1.3 存在问题 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
2 煤层爆破卸压下冲击巷道围岩损伤特征试验研究 |
2.1 矿井及试验工作面概况 |
2.1.1 矿井冲击地压发生情况 |
2.1.2 试验工作面情况 |
2.2 煤层爆破振动下巷道围岩响应试验 |
2.2.1 试验目的及流程 |
2.2.2 围岩响应监测结果分析 |
2.3 煤层爆破应力波作用下巷道围岩损伤试验 |
2.3.1 试验目的及流程 |
2.3.2 煤层爆破卸压防冲效果评价 |
2.3.3 爆破卸压巷道锚杆工况检测 |
2.3.4 爆破卸压巷道围岩裂隙扩展探测 |
2.4 爆破卸压振动下巷道损伤过程分析 |
2.4.1 数值模型设计 |
2.4.2 巷道围岩损伤破坏模式分析 |
2.4.3 巷道围岩振动特征分析 |
2.4.4 卸压爆破作用下支护振动特征分析 |
2.5 本章小结 |
3 爆破受损巷道支护评估方法及承载结构重塑技术 |
3.1 基于塑性区扩展的爆破受损巷道变形失稳演化过程 |
3.1.1 一次动态稳定塑性边界 |
3.1.2 二次动态稳定塑性边界 |
3.1.3 三次动态稳定塑性边界 |
3.2 爆破卸压损伤巷道支护评估方法 |
3.2.1 围岩裂隙扩展损伤评估 |
3.2.2 锚杆支护工作阻力损失评估 |
3.2.3 爆破损伤巷道支护综合评估分级 |
3.3 受损巷道围岩承载性能重塑关键技术 |
3.3.1 受损巷道承载结构重塑原则 |
3.3.2 受损巷道承载结构重塑关键技术 |
3.4 本章小结 |
4 煤层巷道爆破卸压-支护加固协同防冲技术 |
4.1 回采巷道冲击力源分布特征 |
4.1.1 冲击地压力源构成 |
4.1.2 回采巷道应力分布特征 |
4.1.3 回采巷道冲击地压发生应力条件 |
4.2 回采巷道煤层爆破卸压减冲机制 |
4.2.1 煤层爆破致裂过程与分区特征 |
4.2.2 煤层爆破致裂分区破坏准则 |
4.2.3 煤层爆破劣化煤体作用分析 |
4.2.4 煤层爆破卸压减冲机制 |
4.3 煤层爆破卸压对巷道支护的损伤效应 |
4.4 冲击地压巷道爆破卸压-支护加固协同防控理念 |
4.4.1 协同防冲理念 |
4.4.2 冲击地压巷道爆破卸压-支护加固协同防控原则 |
4.5 冲击地压巷道爆破卸压-支护加固协同防控实现路径 |
4.5.1 回采巷道冲击危险区域判定 |
4.5.2 煤层爆破卸压设计 |
4.5.3 爆破卸压效果及围岩损伤效应评价 |
4.5.4 爆破参数优化及补强加固措施 |
4.6 本章小结 |
5 冲击地压巷道煤层爆破卸压-支护加固协同防冲实践 |
5.1 工作面概况 |
5.2 临空巷道冲击地压致灾机制分析 |
5.3 主导冲击启动的静载荷震波CT原位探测 |
5.4 基于静载荷疏导的巷道爆破卸压-支护加固协同防控技术 |
5.5 冲击地压防治效果 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(10)高家堡煤矿一盘区大巷冲击主控因素分析及其控制对策(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 研究现状与工程概况 |
1.3 存在的问题 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 技术路线 |
2 一盘区概况及其微震活动规律分析 |
2.1 一盘区基本概况 |
2.2 盘区地应力分析 |
2.3 基本物理力学参数测试 |
2.4 掘进期间微震时空强规律分析 |
2.5 回采期间微震时空强规律分析 |
2.6 本章小结 |
3 冲击主控因素分析 |
3.1 静载应力场分析 |
3.2 深部动载分析 |
3.3 典型事件冲击机理分析 |
3.4 本章小结 |
4 一盘区大巷冲击危险性评价与数值模拟分析 |
4.1 一盘区大巷冲击危险性评价 |
4.2 数值模型的建立 |
4.3 不同开采尺度下巷道模拟分析 |
4.4 本章小结 |
5 防治方法与控制对策分析 |
5.1 防治方法与控制对策理论分析 |
5.2 防治方法与控制对策实践方案 |
5.3 防治效果分析与存在的问题 |
5.4 本章小结 |
6 主要结论 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
四、深部开采冲击矿压防治研究(论文参考文献)
- [1]岩爆和冲击地压的差异解析及深部工程地质灾害关键机理问题[J]. 宫凤强,潘俊锋,江权. 工程地质学报, 2021(04)
- [2]陕蒙深部矿区典型动力灾害发生机理及防治研究[D]. 王博. 北京科技大学, 2021
- [3]大型地质体控制下冲击地压发生机制与防治方法研究[D]. 李一哲. 煤炭科学研究总院, 2021
- [4]深井条带充填开采冲击地压发生机理与防治研究[D]. 陈洋. 北京科技大学, 2021
- [5]近直立煤层群综放开采冲击地压机理及预警技术研究[D]. 何生全. 北京科技大学, 2021
- [6]砚北煤矿2502采区冲击地压防治技术研究[D]. 李济华. 西安科技大学, 2020(02)
- [7]采空区遗留煤柱下工作面回采冲击矿压防治技术研究[D]. 唐晓明. 中国矿业大学, 2020(03)
- [8]田陈煤矿3下7123工作面覆岩结构运动规律及灾害控制研究[D]. 魏忠奎. 中国矿业大学, 2020(03)
- [9]煤巷爆破卸压-支护加固协同防冲技术研究[D]. 孙刘伟. 煤炭科学研究总院, 2020(08)
- [10]高家堡煤矿一盘区大巷冲击主控因素分析及其控制对策[D]. 关德位. 中国矿业大学, 2020