象山矿井综采工作面断层区域坚硬岩层弱化技术研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:austdqxy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
综采工作面受断层影响回采期间遭遇坚硬岩层,致使采煤机截割困难、损耗严重,若断层跨度较大,导致工作面二次开切眼,将严重影响工作面的生产接续。采用预裂爆破、静态爆破以及二氧化碳致裂的方法弱化坚硬岩层时,难以兼顾低成本、操作简单、安全高效等优点,而水力压裂作为一种施工方便、成本较低、安全高效的弱化技术,在切顶、煤层增透以及巷道快速掘进等领域应用广泛。但目前对水力压裂技术弱化工作面断层区域坚硬岩层的研究与应用较少,相关理论与工艺体系仍需完善。因此,本文以象山矿22301工作面断层区域坚硬岩层为研究对象,采用理论分析、数值模拟、实验室实验以及现场试验等方法,对象山矿22301工作面断层区域坚硬岩层水力压裂弱化技术进行研究,主要研究内容及成果如下:(1)确定了断层区域坚硬岩层分布范围,取样实验测得岩石抗压强度为71MPa;开展了不同PH值溶液及不同浸泡时间下岩石力学性能试验研究,给出了不同PH值溶液下岩石抗压强度及弱化系数与浸泡时间的定量关系式,研究结果表明随浸泡时间的增加岩石的抗压强度逐渐下降,不同PH溶液对岩石弱化作用排序为酸性溶液﹥碱性溶液﹥清水。(2)分析了22301工作面断层区域坚硬岩层最佳致裂时机,采用FLAC3D数值模拟的方法开展了不同开采距离下22301工作面超前区域垂直应力与水平应力分布规律研究,得到最佳致裂时机为综采工作面距离致裂区域10m左右位置。(3)采用PFRA2D-flow数值模拟软件开展工作面水力裂纹扩展规律及影响参数研究,得到不同注水压力下单孔压裂裂纹起裂及扩展规律,分析了压裂排量以及应力差对水力裂纹扩展的影响,探究了多孔压裂条件下切槽方向对水力裂纹扩展形态的影响。(4)基于以上研究成果,开展22301工作面断层区域坚硬岩层弱化方案设计,提出了象山矿综采工作面断层区域坚硬岩层弱化工艺流程。现场应用结果表明,22301工作面水力压裂弱化断层区域坚硬岩石效果良好,综采工作面过断层期间推进度由原60m/月提高至72m/月,达到预期目标。本论文有图71幅,表17个,参考文献94篇。
其他文献
能源行业是我国实体经济的基础,我国富煤、少气、贫油的资源禀赋条件造就了短期内煤炭的主题能源地位不会有改变。煤炭的高效绿色安全开采成为煤炭工业发展的主旋律,利用先进的科学技术有效提高煤炭资源的采出率意义重大。同时,随着西部大开发战略的深入实施和“一带一路”倡议的推广,我国能源重心逐步西移,新疆逐渐将会成为新的能源中心和重要基地。本文根据“时效边坡理论”,结合新疆天池能源南露天矿巨厚煤层特点,水文地质
学位
超级电容器凭借自身高功率密度、高循环稳定性和快速的充放电反应等优点,从诸多新型储能器件中脱颖而出。电极材料作为超级电容器的重要组成部分,其物相组成和微观结构在提高电化学性能方面起着决定性的作用。类沸石咪唑骨架(ZIFs)依靠良好的孔隙率和可控的形貌结构,引起了研究人员的广泛关注,但较低的电导率限制了其广泛的应用。本文通过采用碳布(CC)作为导电基底,利用原位生长法获得二维片状ZIF-67作为前驱体
学位
开关磁阻发电机具有结构简单,成本低,控制方式简单灵活等优点。开关磁阻发电机在风力发电领域的应用具有很大潜力,对解决能源和环保问题具有促进作用。因而对开关磁阻发电机控制系统的研究具有重要的意义。本文首先介绍了课题研究背景,详细介绍了开关磁阻发电机常用的控制方案,并分析比较各种控制方案的优劣以及其适用场景。介绍了开关磁阻发电机的各种无位置传感器控制方案,并对比分析各方案优缺点。然后介绍了开关磁阻发电机
学位
现代工业大量采用间歇过程生产方式,尤其在化工行业上,间歇过程可以更加灵活的应用于一些小批量,高附加值的工业生产。但是这样的间歇过程工业生产的内部机理往往十分复杂,传统的机理的建模方法效果不够理想,于是基于数据驱动建模的方法被广泛应用于间歇过程建模,数据建模方法具有可靠性强,精度高的优势,但是具备这些优势的前提是,拥有大量的高质量数据来建立这类模型。对于一些新建立的生产线,如果生产的是一些成本高,生
学位
矿井提升运输是煤炭生产过程中的重要环节,直接影响企业的生产安全和经济效益。过卷、卡罐、断绳是提升运输系统的典型安全事故,而超载是诱发上述安全事故的重要原因。因此,需要快速准确的载荷监测措施预防上述事故发生。现有的载荷监测系统多采用接触式测量方法,需对提升系统原有结构进行不同程度的改变,且传感器长期在高压下工作,直接接触测量对象,安全性和可靠性低。故本文提出一种通过计算机视觉技术进行非接触式测量的新
学位
冲击地压是我国深部煤矿开采中最严重的动力灾害之一,目前卸压作业主要依赖人工操作钻机卸压,劳动强度大、危险性高,亟需实现卸压区域无人化作业。防冲钻孔机器人是实现冲击地压矿井无人化的关键设备,其钻具姿态的准确监测是实现智能化钻孔作业的基础和前提。本文在分析惯性测量系统误差类型和来源的基础上,提出了基于空间阵列式惯性测量组件的防冲钻孔机器人钻具姿态解算方法,建立了空间阵列式惯性测量组件数据融合模型,推导
学位
随着社会经济文化的发展,人民群众对司法工作也提出了更高的要求,在提高审判质量、审判效率和保障最广大人民群众根本利益的几层目标下,对于民事案件进行繁简分流并予以快速裁判的司法趋势势不可挡。但现有的民事速裁程序在我国运行现状中尚存在或多或少的问题,这些问题在一定程度上阻碍了我国民事速裁程序的进一步发展,故文章选取了民事速裁程序为主题,从其在立法和司法中的发展历程、运行现状及存在的问题等几部分进行探析,
学位
C市作为长三角区域最先进的制造业生产基地之一,中小企业占地区企业数量的比重较大,在地区经济社会发展中扮演着十分重要角色。但同时,中小企业在发展过程中,也普遍存在生产的规模相对偏小、设备设施不够先进、安全生产费用投入较低、企业主要负责人等管理人员和一线员工安全素质水平不高等问题。从事故统计的结果分析来看,导致发生生产安全类事故的概率相对较高。解决中小企业发展过程中的安全生产问题,更好地统筹安全与发展
学位
碳结构材料在航空航天等高温极端环境领域具有广阔的应用前景,但其高温易氧化的性质成为工业化发展和实景应用的“卡脖子”问题。近年来,通过HfB2改性SiC的HfB2-SiC复合陶瓷涂层得到广泛的应用。HfB2-SiC涂层氧化后生成了Hf-B-Si-O复相玻璃层,可以有效地降低氧化扩散系数,减缓涂层的氧化速率。尽管高含量HfB2有助于HfB2-SiC涂层提升阻氧能力,但由于HfB2的惰化能力较差,氧化后
学位
在微电子技术快速发展的背景下,芯片集成度不断提高,尺寸越来越小的同时热流密度急剧增加。CPU芯片的性能对工作温度非常敏感,芯片的热设计越来越受到重视。传统的冷却方式难以满足高热流密度芯片的散热需求,设计新型高效的冷却散热装置成为一个广受关注的话题。微通道具有较强的传热传质能力,应用于芯片冷却具有许多优点,例如比表面积大、传热效率高等;纳米流体是一种将纳米颗粒分散在基液中得到新型的换热工质,能够改善
学位