堅硬頂煤注水軟化性研究.pdf

1、急傾斜煤層是指賦存角度45°～90°的煤層。我國急傾斜煤層的儲量豐富，范圍較廣，開采急傾斜煤層的礦井也較多，主要分布于烏魯木齊、窯街、淮南、開灤、徐州、長廣、南桐、資興、大通、華亭等20余個礦區(qū)。急傾斜煤層分段綜放開采作為一種經(jīng)濟、安全、高效的開采方式，被廣泛應用于急傾斜厚煤層開采。急傾斜煤層分段綜放開采過程中，頂煤在礦山壓力、煤體自重、上分段殘留煤與矸石重量及支架反復支撐的共同作用下破壞、垮落形成松散無規(guī)則的塊體堆，但如果急傾斜煤層煤

2、體強度較大、礦山壓力較小，僅靠上述作用不足以使頂煤的破碎度達到放出要求，另外，隨著段高的增加，頂煤的回收率將隨之下降，需要對頂煤進行預先弱化處理。本文通過分析煤體水力致裂機理闡述了水力致裂對煤體的軟化作用，通過對小紅溝煤礦B1、B2煤樣的實驗研究和理論分析，以及影響頂煤軟化的主要因素分析，對其軟化性進行了模糊評價和模糊聚類分析，運用數(shù)值計算方法對該礦水力致裂注水參數(shù)進行了分析。所做的主要工作及結(jié)果如下： （1）從力學角度分析了孔

3、隙水作用下煤的破壞強度的變化，以及壓力水作用下含裂紋煤體的斷裂強度，闡述了水力致裂軟化煤體的作用機理。 （2）通過試驗，分析了該礦煤體的水理特性，煤體在水作用下的力學性質(zhì)的改變，以及煤體不同含水率下的破壞狀態(tài)。 （3）分析了影響頂煤水力致裂的主要因素，運用模糊評價和模糊聚類方法對急傾斜分段開采環(huán)境下頂煤的軟化性進行了分析；對該礦煤層的軟化性進行了模糊評價。 （4）運用數(shù)值方法計算了該礦開采過程圍巖位移、應力狀況，