突出矿井保护层选择及开采顺序的分析-analysis on selection of outburst mine protective layer and mining sequence.docx

第三章突出矿井保护层选择因素研究143.1引言143.2突出矿井保护层选择因素分析143.3开采保护层防治煤与瓦斯突出作用机理163.3.1开采保护层防治煤与瓦斯突出原理163.3.2影响保护作用的因素163.3.3保护层作用机理173.3.4扩大保护层应用途径173.4义忠矿保护层选择影响因素分析183.4.1义忠煤矿保护层选择183.4.2义忠矿9、14号煤层作为保护层讨论研究193.4.3义忠矿14号煤层作为下保护层开采213.5本章小结26第四章突出矿井保护层选择研究274.1引言274.2保护层选择突出危险性指标分析274.2.1区域突出危险性预测274.2.2选择系统参考指标解析294.2.3保护层选择系统一票否决原则304.3系统模型的建立304.3.1建立突出矿井保护层选择系统304.3.2突出矿井保护层选择程序设计分析334.3.3保护层选择系统的应用344.4本章小结38第五章义忠煤矿采掘接替顺序数值模拟研究395.1前言395.2研究对象及研究内容395.2.1研究对象395.2.2研究内容40II5.3FLAC3D数值模拟405.3.1FLAC3D软件简介405.3.2数值模拟方法415.3.3监测点布置425.4数值模拟结果分析445.4.1回采工作面布置445.4.2数值模拟结果分析475.5保护层开采采掘接替顺序研究535.5.1采掘接替研究5区段无煤柱护巷技术5专用瓦斯巷道布置5采掘接替技术研究5采掘接替计划565.5.2采掘比例关系指标及计算方法575.6本章小结58第六章下保护层开采对上部煤层保护范围研究596.1前言596.2下保护层开采对上部煤层的影响及保护范围数值模拟596.2.1煤层底板位移及塑性区分布596.2.2上覆可采煤层应力分布特征626.2.3上覆被保护煤层法向膨胀变形量及保护范围的预计666.3本章小结69第七章结论与展望707.1论文主要研究成果707.2进一步的研究工作70参考文献72在校期间参与科研项目及发表论文75致谢76III摘要对于突出矿井保护层的选择，传统的方法多以煤质好为优先开采原则，而不是优先选择开采突出危险性小或没有突出性的煤层。通过大量现场调研结果来看，某些矿井没有合理的选择保护层，而是选择煤质好、煤层厚的煤层进行开采，造成邻近层瓦斯涌出严重，又没有科学、系统具有针对性的瓦斯治理措施，这样导致煤矿事故频发，因此，保护层选择及煤层群开采顺序研究势在必行。本课题在广泛收集资料及大量现场调研的基础上，针对湘能集团义忠煤矿具体情况，结合理论分析，运用SQLServer2008与VisualStudio2010平台及C#语言，开发了“突出矿井保护层选择系统”。通过FLAC3D数值模拟，分别对突出矿井保护层选择、被保护层采掘接替始终处于保护层保护范围内以及煤层群开采顺序的研究。运用计算机数值模拟建立突出矿井保护层选择系统，通过多因素多指标的权重分析，系统建立了第一、二、三级参考标准，输入矿井煤层实测参数后，系统会通过事先编译好的后台命令进行纵、横向的对比分析，使模拟结果更加数值化、具体化，根据矿井各自的情况可以优化得出合适的保护层。针对义忠煤矿，系统成功的优化出14号煤层作为保护层比较理想，此系统应用到金佳矿中煤组的6层煤中选择保护层，最后优化出22号煤层作为保护层较理想，从金佳矿已开采的情况来看，选择22号煤层作为下保护层开采效果不错，并取得成功。保护层选择后，研究分析被保护层的采掘接替工作，应用FLAC3D对保护层的保护范围、以及下保护层开采后对各煤层影响等进行大量的数值模拟，发现通过无煤柱护巷与专用瓦斯巷的合理布置，在保护层回采完两个区段工作面后，可以实现被保护层采掘接替始终处于保护层保护范围以内这一技术，而通过模拟各被保护层最大垂直主应力、垂直应力、垂直位移、塑性区及水平方向位移的变化分布情况，可以得出煤层应力释放和各煤层膨胀变形情况，更好的掌握了保护层开采被保护层采掘工作处于保护范围内这样一个过程。关键词：保护层；数值模拟；突出矿井保护层选择系统；保护范围；采掘接替IVStudyonthechoiceofprotectivelayerandminingsequenceinoutburstmineWANYong-binABSTRACTForthechoiceofprotectivelayer,thetraditionalmethodoftentakesthecoalqualityasthepriorityexploitationprinciple,ratherthanthecoalseamwhichhaslittleornooutburstdanger.Throughalargenumberoffieldinvestigations,thechoiceo