發(fā)布時間：2018-05-01 23:01

  本文選題：沖溝發(fā)育地貌 + 淺埋煤層��； 參考：《中國礦業(yè)大學》2016年碩士論文

【摘要】：我國西北礦區(qū)普遍賦存淺埋煤層且沖溝地貌發(fā)育,導致沖溝發(fā)育地貌煤層開采與常規(guī)淺埋相互影響更為敏感和強烈,致使工作面開采礦壓顯現規(guī)律、地表裂隙特別是地表沖溝坡體及溝底裂隙呈現出新特征,沖溝水體通過覆巖裂隙遷移進入工作面引起水患等對礦井安全高效生產產生極為不利影響。本文以色連一號礦淖溝為沖溝研究對象,針對該礦沖溝發(fā)育地貌淺埋煤層開采條件,綜合運用現場調研、理論分析、數值模擬、物理模擬、現場實測和瞬變電磁探測等研究方法,對沖溝發(fā)育地貌淺埋煤層開采覆巖運動及裂隙演化規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究,主要研究成果如下:(1)建立數值模擬和物理模擬模型分析過沖溝期間覆巖運動規(guī)律,覆巖運動未發(fā)育至沖溝其運動特征與常規(guī)淺埋基本相同,覆巖運動發(fā)育至沖溝后沖溝對覆巖運動影響較大,基本頂周期破斷步距、強度,沖溝坡體運動特征,基本頂及沖溝下巖層垂直應力、位移量變化、頂板冒落與支架形態(tài)均出現明顯不同。(2)通過現場實測發(fā)現工作面過沖溝期間礦壓顯現規(guī)律較常規(guī)淺埋具有顯著特征:(1)支架最大工作阻力增大;(2)來壓動載系數增大;(3)周期來壓步距在沖溝各區(qū)域明顯不同。沖溝向溝區(qū)域、溝底、背溝區(qū)域具有如下特征:(1)周期來壓步距背溝開采小于向溝開采;(2)支架工作阻力背溝開采大于向溝開采,大于溝底開采;(3)動載系數背溝開采大于向溝開采,大于溝底開采。(3)分析了工作面過沖溝期間覆巖裂隙演化規(guī)律,發(fā)現覆巖裂隙發(fā)育至沖溝,向溝坡體和背溝坡體產生向沖溝方向倒轉趨勢�，F場對向溝坡體裂縫進行實測,發(fā)現其表現形態(tài)主要為波浪型、近似直線型、臺階下沉、地塹等形式,對此提出降高開采安全通過沖溝的方法。(4)采用PROTEM CM瞬變電磁探測工作面過沖溝煤層開采覆巖裂隙發(fā)育特征,綜合分析視點阻率隨時間變化規(guī)律、沖溝地表裂縫發(fā)育與含水層水位變化規(guī)律,表明工作面覆巖導水裂隙導通沖溝,現場驗證了數值模擬與物理模擬結果。(5)結合沖溝發(fā)育地貌淺埋煤層過沖溝開采覆巖運動和裂隙演化規(guī)律分析研究,針對該地夏季雨水多,積水多,冬季雨水少,積水少且易結冰的特征,提出了選擇非汛期過沖溝、降高開采、沖溝下快速推進等防控技術,實現了沖溝發(fā)育地貌淺埋煤層安全高效開采。
[Abstract]:Shallow coal seam and gully geomorphology are common in the mining area of northwest China, which leads to the more sensitive and strong interaction between the mining of geomorphic coal seam and the normal shallow buried coal seam, which results in the regularity of mining pressure in mining face. The surface fissures, especially the surface gully slope body and the gully bottom fissure show new characteristics, and the movement of the gully water body into the face through the overlying rock fissure causes the flood hazard to the mine safety and efficiency production. Aiming at the mining conditions of shallow buried coal seam developed by geomorphology in the trench of Xielian No.1 Mine, this paper makes comprehensive use of field investigation, theoretical analysis, numerical simulation and physical simulation. Field measurement and transient electromagnetic detection are used to systematically study the movement of overburden and the evolution of cracks in shallow coal seams developed in the gully. The main research results are as follows: (1) numerical and physical simulation models are established to analyze the overburden movement during the gully period. The overlying movement is not developed to the gully and its movement characteristics are basically the same as those of the conventional shallow burying. The overburden movement develops to the gully and the gully has a great influence on the overburden movement. The breakage interval, the strength, the movement characteristics of the slope body, the vertical stress and the displacement change of the basic roof and subgully rock layer, the basic top cycle breaking step, the strength, the movement characteristic of the slope of the gully, Roof caving and support form are obviously different. 2) through the field measurement, it is found that the characteristics of mine pressure behavior during the working face over gully are significant characteristics compared with the normal shallow burying.) the maximum working resistance of the support increases and the pressure load coefficient increases. The interval of pressure step is obviously different in every region of the gully. The trench area, the furrow bottom, the back trench area has the following characteristics: 1) the period of back trench mining is less than that of the trench mining, the working resistance back ditch mining is greater than the trench mining, the trench mining is larger than the trench mining, the moving load coefficient back ditch mining is larger than the trench mining. It is found that the overlying rock fissure develops to the gully, the trench slope body and the back trench slope body produce the reverse trend of the gully direction. On the spot, the cracks in the trench slope body are measured, and it is found that the main forms are wave type, approximate straight line type, step sinking, graben and so on. In this paper, the authors put forward the method of safe passing through the gully in reducing the height mining. 4) adopt PROTEM CM transient electromagnetic detection to detect the development characteristics of overburden cracks in the coal seams in the working face, and comprehensively analyze the law of the resistance rate of view point changing with time. The development of surface cracks in gullies and the variation of aquifer water level indicate that the overburden rock and water diversion fissures lead to the gullies. Field verification of numerical and physical simulation results. 5) combined with the analysis and study of overlying rock movement and fracture evolution of shallow buried coal seams developed by gully, aiming at the large number of Rain Water and water in summer, and the small amount of Rain Water in winter. Based on the characteristics of low water accumulation and easy ice formation, this paper puts forward some prevention and control techniques, such as selecting non-flood season over gully, reducing high mining height and rapidly advancing under gully, so as to realize safe and efficient mining of shallow buried coal seam developed by gully.
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD325

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本文編號：1831377