瓦斯压力对煤体冲击的影响及其防治

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:diger
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
冲击矿压是煤矿动力灾害之一,其发生是多因素耦合作用的结果。随着矿井采深的增加,高地应力、高瓦斯矿井数量将逐渐增加。煤层中瓦斯的存在将会对煤体力学性质产生巨大的影响,从而对采场静载荷分布以及动载荷的传播造成影响。论文主要从采场动静载两方面,采用实验测定、工程实践、理论分析和数值模拟的方法,研究瓦斯对煤体冲击的影响,并建立高瓦斯矿井冲击矿压监测预警和防治体系。论文首先模拟了三轴压缩条件下,在不同瓦斯压力条件下煤体的力学参数变化规律。研究表明当围压固定,随着模型节点孔隙压力的降低,模型三轴抗压强度、残余强度、内聚力、内摩擦角逐渐增加;利用库伦-摩尔强度准则,引入瓦斯压力改变量?P,描述了瓦斯压力与煤岩体单轴抗压强度曲线的关系,并得出煤体单轴抗压强度随着瓦斯压力的降低而增大的规律。以海石湾煤矿6124-1工作面为研究背景,用理论分析法,研究瓦斯压力对采场动静载荷的影响。得出以下结果:(1)利用有效应力原理以及静水围压状态极限平衡方程,建立了极限平衡区的范围与瓦斯压力之间的关系式;利用极限平衡区水平方向应力平衡方程建立了支承压力峰值与瓦斯压力的关系式;得出随着瓦斯压力降低,支承压力峰值位置向煤壁或巷帮靠近,支承压力峰值增加的结论。(2)以“10.5”冲击事故为案例,分析了事故发生后工作面停产10天内矿震频率与瓦斯压力间的关系,得出随着瓦斯抽采,矿震频率有逐渐升高趋势。利用数值模拟的方法得出了随着瓦斯压力降低,工作面支承压力峰值逐渐升高,且升高速率越来越快,同时支承压力峰值位置向煤壁处转移,且转移速率随着瓦斯压力的降低而降低的结论。利用FLAC3D中Dynamic模块,模拟动载荷在不同孔隙压力条件下传播规律。结果表明:(1)动载荷对巷道右帮垂直应力作用效果大于巷道顶板、巷道底板以及巷道左帮,且作用效果随着孔隙压力的降低而增强;(2)动载荷对巷道顶底板水平应力作用效果小于对巷道两帮垂直作用效果,且作用效果随着孔隙压力的降低而增强;(3)随煤层孔隙压力的降低,巷道顶底板在动载荷作用下产生的垂直位移量均逐渐增大,而巷道两帮垂直位移增量基本保持不变;(4)巷道两帮水平位移量均逐渐增大,而巷道顶底板水平位移增量基本保持不变。上述研究成果被应用在海石湾煤矿6124-1工作面冲击矿压灾害预警体系与防冲体系的构建中,使工作面冲击矿压危险进行了有效预测和控制,取得了良好的效果。该论文有图62幅,表13个,参考文献91篇。
其他文献
葛根(Pueraria lobata)是豆科植物野葛的干燥根,对大脑和心血管系统具有积极的调节作用,对糖尿病和酒精依赖等也有很好的治疗效果。目前,葛根水溶性多糖(water-soluble polys
目的:使用乙交酯丙交酯共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid,PLGA)作为载体,制备新型人工耳蜗载药涂层电极,并表征其系列理化性质,实现涂层药物的持续缓慢释放。方法:在30℃恒温箱中制备质量分数为5%的PLGA(50:50,Mw=1-3万)三氯甲烷溶液,并将地塞米松磷酸钠(Dexamethasone Sodium Phosphate,DSP)按照所需质量比例添加到溶液体
为了缓解工业化城市水资源短缺及水污染严重的问题,对于水处理回用技术的研究已经不断发展,光催化氧化技术作为一种新型绿色的水污染处理技术受到广泛关注。本课题以自配的富里酸溶液为模拟废水,采用溶胶-凝胶法制备LaAlO_3及B位掺杂改性光催化剂,选择催化活性最高的催化剂制备工艺条件和光催化反应条件,采用SEM、XRD、激光粒度仪等手段表征自制催化剂的晶格、形貌特征,并进一步催化降解染料废水,考察对多种废
由于风速具有随机性和间歇性等特点,风机输出功率会产生大幅波动。当风电大规模并网时,风电功率波动造成的电网频率波动、电压闪变等问题不容忽视,极端情况下甚至会导致电网
污水厂污泥中不仅含有挥发性脂肪酸、蛋白质等有机物,还含有丰富的氮、磷、钾、钙和镁等营养元素,具有潜在的利用价值。在我国污水厂污泥急剧增加及污水处理低碳氮比的背景下
在我国,石油、天然气等能源储量较少,煤炭储量高,能源结构的不平衡影响着我国经济社会的发展。而煤热解产业可利用煤炭来生产石油、天然气等能源,所以发展煤热解产业是我国缓
在航空航天装备的生产的众多复杂工序中,焊接技术将直接影响其质量和使用,只有科学、完备的焊接工艺才能保证得到高质量的焊缝,才能让航空航天装备具有的较高的质量。将拉锻
我国大型公共建筑耗电量大约占城镇总耗电量的22%,属于典型的“用能大户”。因此,对大型公建进行节能降耗的研究显得尤其重要。其中,能耗预测是解决此问题的主要方法,通过预测未来时段能耗变化情况并加以分析,可以为大型公建用能分配提供科学的支撑,避免出现能源浪费现象。大型公建能耗受机电设备、天气、节假日等多种因素的相互作用,体现出复杂的非线性特征,使得传统的预测方法难以达到理想的预测效果。混沌理论通过相空
目前,海洋油气资源开发已成为我国能源规划的重点领域,油气管道运输是海洋油气资源输送的重要运输方式之一。然而,严苛复杂的海洋环境是影响管线钢腐蚀,制约管道安全运行的重要因素,特别是海洋干湿交替带。高强度管线钢X100凭借其耐腐蚀、强度大等特点,将在未来海洋油气管道建设中占有重要的地位。因此,针对海洋干湿交替环境中X100管线钢腐蚀行为研究将会对油气管道安全运行和完整性管理提供重要的理论依据。以我国南
为解决传统的弧齿锥齿轮设计和加工方法只能实现以点共轭为基础的局部接触、齿面接触区位置调整困难和齿轮副承载能力受限的问题,本文立足于线接触弧齿锥齿轮齿面形成理论,充