综放开采煤与瓦斯突出的层厚效应.ppt
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1、,综放开采煤与瓦斯突出的层厚效应,汇报的主要内容,项目简介 研究进展 主要研究成果 继续研究方向,项目简介,1 项目背景及存在的问题,厚煤层储量比例图,厚煤层产量比例图,44,45,项目简介,放顶煤开采是中国厚煤层开采主要方法,已有20多年的历史,是实现矿井高产高效和集约化生产的主要途径之一,1 项目背景及存在的问题,在国有重点煤矿的200多个煤与瓦斯突出矿井中,其中相当一部分是厚煤层矿井,项目简介,煤矿安全规程第一百八十三条规定,“突出煤层中的突出危险区、突出威胁区,严禁采用放顶煤采煤法” ,这极大程度上限制了放顶煤开采的应用范围和最大效益的发挥。,1 项目背景及存在的问题,项目简介,近些年
2、来,在具有煤与瓦斯突出危险的厚煤层矿井中,部分技术创新意识和能力较强的企业,已成功开展了在突出煤层中安全实施综放开采的试验研究。,1 项目背景及存在的问题,煤与瓦斯突出煤层,综放开采采厚影响的基础理论研究需要进一步加强。,项目简介,传递岩梁理论,随综放开采一次开采厚度的增加,是否更容易发生煤与瓦斯突出?,砌体梁理论,关键层理论,支架围岩共同作用体系理论,矿压研究领域,突出研究领域,单因素假说,综合因素假说,流变假说,能量假说,球壳失稳假说,等等,在煤与瓦斯突出煤层进行综采放顶煤,缺乏安全开采的足够的基础理论依据,2 研究现状,项目简介,3 存在的问题,随采厚的变化宏观应力场及其作用下形成的围岩
3、支承压力分布、损伤范围和裂隙分布规律如何演化发展?,综放开采围岩支承压力、煤岩体损伤及裂隙分布对煤与瓦斯突出的影响机理及相互间的作用关系尚不清楚,煤与瓦斯突出随采厚的变化规律还不明确,项目简介,4 本项目的研究基础和研究方向,综放采场围岩中存在由高应力束组成的宏观应力壳,应力壳中的主应力大于壳体内外岩体的应力,宏观应力壳是综放采场的最主要承载力系,走向应力壳,倾向应力壳,项目简介,本项目结合两淮矿区综放开采条件,进一步系统深入开展采厚对综放开采煤与瓦斯突出影响规律的层厚效应研究,双向应力壳,研究进展,1、研究了宏观应力壳随采厚变化的演化发展规律及综放开采宏观应力壳作用下形成的围岩支承压力分布、
4、煤岩体损伤范围及裂隙分布规律; 研究获得了宏观应力壳随采厚变化的演化发展规律; 研究获得了宏观应力壳作用下的围岩支承压力分布、煤岩体损伤和裂隙分布规律。,研究进展,煤层厚度5.4m走向应力壳分布,煤层厚度12m走向应力壳分布,煤层厚度8m走向应力壳分布,煤层厚度3m走向应力壳分布,煤层厚度2m走向应力壳分布,1.1 宏观应力壳的采厚变化规律的数值模拟研究,走向应力壳高度和采厚关系曲线,研究进展,倾向应力壳的采厚变化规律的数值模拟研究,煤层厚度2m倾向应力壳分布,煤层厚度3m倾向应力壳分布,煤层厚度5.4m倾向应力壳分布,煤层厚度8m倾向应力壳分布,煤层厚度12m倾向应力壳分布,研究进展,采场宏
5、观应力壳的高度随一次采厚增加而增大,当采厚增加到一定时,壳的高度增大的幅度减缓。,1.2采厚变化规律的相似材料实验研究,煤厚3m上覆岩层活动变形图,煤厚5.4m上覆岩层活动变形图,煤厚8m上覆岩层活动变形图,两带高度与开采厚度的关系曲线图,研究进展,1.3 现场实测研究,3m煤层采场围岩应力变化,5.4m煤层采场围岩应力变化,8m煤层采场围岩应力变化,随着开采厚度的增大,应力壳影响的范围逐渐加大,当开采厚度增大到一定值时,应力壳的高度逐渐趋于稳定 ,影响强度趋缓。,现场实测采场围岩应力变化,研究进展,支承压力分布曲线,支承压力峰值大小与一次开采厚度成反比,而峰值位置距煤壁的距离与一次开采厚度成
6、正比,即随一次开采厚度的增加,支承压力的峰值强度降低,峰值位置距煤壁距离越远,倾向支承压力分布,工作面煤壁走向支承压力分布,1.4 理论分析研究,研究进展,煤层内支承压力峰值位置与煤层厚度关系曲线,煤层内支承压力峰值大小与煤层厚度关系曲线,研究进展,长壁工作面前方、后方、周边和临近巷道的矿压显现是受控于“应力壳”的存在和由其变化带来的影响,煤层内(12m厚)应力三维视图,煤层内(8m厚)应力三维视图,煤层内(5.4m厚)应力三维视图,煤层内(2m厚)应力三维视图,煤层内(3m厚)应力三维视图,一次开采厚度的增加,采场支承压力峰值减小,影响范围增加。,研究进展,随一次开采厚度的增加,煤层的破坏范
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- 关 键 词:
- 放开 采煤 瓦斯 突出 效应
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