深部煤層群卸壓開采應(yīng)力場演化效應(yīng)及工程應(yīng)用
本書以淮南礦區(qū)多煤組高瓦斯煤層群卸壓開采為研究背景，采用理論分析、實驗室試驗、模擬試驗與現(xiàn)場實測等手段，分析了3種典型工程地質(zhì)條件下(近距離煤層群卸壓開采、多煤組遠(yuǎn)程上行卸壓開采、大傾角煤層群卸壓開采)圍巖應(yīng)力場、裂隙場演化特征，對比了同一近距離煤層群不同開采順序(上行、下行)卸壓開采圍巖應(yīng)力場、裂隙場演化特征的異同。在此基礎(chǔ)上，闡述了煤層群卸壓開采應(yīng)力裂隙演化的機(jī)理，并有效地運(yùn)用于現(xiàn)場指導(dǎo)，為淮南礦區(qū)同類工程地質(zhì)條件提供借鑒，豐富了煤與瓦斯共采理論。
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目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 研究意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 煤系地層煤巖體工程力學(xué)特性 3
1.2.2 多煤層開采覆巖運(yùn)移與采動應(yīng)力場演化規(guī)律 5
1.2.3 煤與瓦斯共采理論與技術(shù) 6
1.2.4 卸壓開采煤巖動力災(zāi)害發(fā)生機(jī)理 8
1.3 科學(xué)意義 9
第2章 近距離煤層群卸壓開采應(yīng)力裂隙演化特征 11
2.1 近距離煤層群工程地質(zhì)概況 11
2.1.1 近距離煤層群卸壓開采工作面布置情況 11
2.1.2 近距離煤層群卸壓開采模型 11
2.1.3 主采煤層頂?shù)装逦锢砹W(xué)特征 13
2.2 近距離煤層群下行卸壓開采應(yīng)力裂隙演化特征 13
2.2.1 近距離煤層群下行卸壓開采應(yīng)力場演化特征 13
2.2.2 近距離煤層群下行卸壓開采裂隙場演化特征 19
2.2.3 近距離煤層群下行卸壓開采高應(yīng)力演化特征 21
2.2.4 下行卸壓開采高應(yīng)力演化特征相似材料試驗 23
2.3 近距離煤層群上行卸壓開采應(yīng)力裂隙演化特征 29
2.3.1 近距離煤層群上行卸壓開采應(yīng)力場演化特征 29
2.3.2 近距離煤層群上行卸壓開采裂隙場演化特征 35
2.3.3 近距離煤層群上行卸壓開采高應(yīng)力演化特征 38
2.4 小結(jié) 39
第3章 多煤組遠(yuǎn)程上行卸壓開采應(yīng)力裂隙演化特征 41
3.1 多煤組煤層群工程地質(zhì)概況 41
3.1.1 多煤組遠(yuǎn)程上行卸壓開采工作面布置情況 41
3.1.2 多煤組煤層群煤巖結(jié)構(gòu)特征 43
3.1.3 多煤組遠(yuǎn)程上行卸壓開采模型構(gòu)建 48
3.2 多煤組遠(yuǎn)程上行卸壓開采可行性判斷 51
3.3 多煤組上行卸壓開采相似模擬試驗 52
3.3.1 走向模型應(yīng)力演化特征 52
3.3.2 走向模型裂隙演化特征 56
3.3.3 走向模型卸壓特征 59
3.3.4 傾向模型卸壓特征 61
3.4 多煤組上行卸壓開采數(shù)值模擬試驗 65
3.4.1 走向模型應(yīng)力演化特征 65
3.4.2 走向模型裂隙演化特征 70
3.5 小結(jié) 73
第4章 大傾角煤層群開采采場圍巖力學(xué)特征 75
4.1 大傾角近距離煤層工程地質(zhì)概況 75
4.1.1 大傾角近距離煤層工作面布置情況 75
4.1.2 大傾角近距離煤層煤巖物理力學(xué)參數(shù) 76
4.1.3 大傾角近距離煤層開采數(shù)值模型 77
4.2 12125工作面開采圍巖力學(xué)特征 78
4.2.1 12125工作面采場圍巖應(yīng)力場特征 78
4.2.2 工作面開采后采場圍巖位移場特征 80
4.3 12124工作面開采圍巖力學(xué)特征 82
4.3.1 12124工作面走向段開采圍巖應(yīng)力場特征 82
4.3.2 工作面走向段采場圍巖位移場特征 87
4.3.3 工作面旋轉(zhuǎn)綜采段開采圍巖應(yīng)力場特征 90
4.3.4 工作面旋轉(zhuǎn)綜采段采場圍巖位移場特征 97
4.4 小結(jié) 101
第5章 煤層群卸壓開采應(yīng)力裂隙演化機(jī)理分析 102
5.1 近距離煤層群卸壓開采應(yīng)力裂隙演化機(jī)理 102
5.1.1 單一煤層開采采動應(yīng)力分布規(guī)律 102
5.1.2 近距離煤層群下行卸壓開采應(yīng)力場演化特征 104
5.1.3 卸壓區(qū)演化趨勢 106
5.1.4 下行卸壓多煤層開采裂隙場演化特征 113
5.1.5 煤層群開采采動裂隙場演化效應(yīng) 114
5.2 遠(yuǎn)程上行卸壓開采應(yīng)力裂隙演化機(jī)理 119
5.2.1 覆巖變形移動規(guī)律 119
5.2.2 頂板巖層應(yīng)力分布規(guī)律 121
5.2.3 采動裂隙動態(tài)發(fā)育規(guī)律 123
5.3 近距離采空區(qū)下大傾角煤層開采圍巖破壞機(jī)理 126
5.3.1 大傾角工作面開采底板破壞深度分析 126
5.3.2 支承壓力分布特征 128
5.3.3 12124工作面煤壁片幫效應(yīng) 133
5.4 小結(jié) 137
第6章 工程應(yīng)用 139
6.1 近距離煤層群卸壓開采采場圍巖礦壓控制 139
6.1.1 采空區(qū)下部工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 139
6.1.2 圍巖穩(wěn)定性控制技術(shù)及應(yīng)用 144
6.2 多煤組低滲透煤層群煤與瓦斯共采 149
6.2.1 停采線附近覆巖采動應(yīng)力演化 149
6.2.2 卸壓瓦斯抽采量統(tǒng)計 156
6.2.3 關(guān)鍵層破斷與卸壓瓦斯抽采關(guān)系 157
6.2.4 抽采巷道優(yōu)化布置 163
6.3 小結(jié) 166
參考文獻(xiàn) 167
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