上保護層開采效果分析與工程應用

1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意義
1.2 保護層開采國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 保護層開采圍巖變形破壞規(guī)律的研究
1.2.2 保護層開采保護效果變化規(guī)律研究
1.2.3 保護層開采對被保護層內其他工藝的影響研究
1.2.4 卸壓作用下煤巷掘進瓦斯涌出量計算研究
1.3 本書主要研究內容、技術路線
1.3.1 主要研究內容
1.3.2 技術路線
2 基于響應面模型的上保護層開采賦存條件的敏感度研究
2.1 敏感度分析及響應面法計算理論
2.1.1 敏感度分析
2.1.2 基于響應面的敏感度分析
2.1.3 響應面功能函數(shù)
2.1.4 響應面實驗設計
2.2 數(shù)值模擬實驗方案設計
2.2.1 響應面法實驗方案設計輸入?yún)?shù)的確定
2.2.2 響應面模型設計方案的確定
2.2.3 基于膨脹變形量的保護效果敏感性考察指標的確定
2.2.4 響應面功能函數(shù)的確定
2.3 上保護層開采有限元模型的建立
2.3.1 有限元數(shù)值計算幾何模型
2.3.2 數(shù)值計算模型載荷及邊界條件
2.3.3 數(shù)值計算模型材料參數(shù)
2.4 數(shù)值計算結果處理與分析
2.4.1 數(shù)值計算結果處理
2.4.2 響應面功能函數(shù)回歸效果檢驗
2.4.3 保護效果指標的敏感度分析
2.5 本章小結
3 煤層群上保護層開采不同層間距保護效果變化規(guī)律的物理相似模擬研究
3.1 物理相似模擬材料研究
3.1.1 物理相似模擬理論
3.1.2 物理相似模擬材料物理力學性質研究
3.1.3 模型實驗相似材料的確定
3.2 相似模型層間距的確定與模型的制作
3.2.1 保護層開采層間距的確定
3.2.2 相似模型的鋪設
3.3 試驗過程及測試方案
3.3.1 試驗步驟
3.3.2 基于埋設壓力盒的被保護層應力變化測試
3.3.3 基于數(shù)字散斑法的模型變形測試
3.4 實驗結果及分析
3.4.1 上保護層開采煤巖層變形破壞特征
3.4.2 基于數(shù)字散斑的“三帶”高度的確定
3.4.3 不同層間距被保護層卸壓規(guī)律
3.4.4 不同層間距保護角、保護范圍變化規(guī)律
3.4.5 急傾斜上保護層開采物理相似模擬實驗
3.4.6 基于響應面模型的上保護層開采賦存條件的敏感性研究驗證
3.5 本章小結
4 煤巷掘進瓦斯涌出量與被保護層殘余瓦斯壓力關系研究
4.1 工程背景
4.1.1 保護層開采工程背景
4.1.2 被保護層內煤巷掘進空間位置
4.2 研究區(qū)域瓦斯壓力
4.2.1 研究區(qū)域原始瓦斯賦存條件
4.2.2 被保護層瓦斯壓力測孔布置方案
4.2.3 被保護層瓦斯療余壓力分有規(guī)律
4.3 煤巷據(jù)進瓦斯涌出數(shù)子模型
4.3.1 基本假設
4.3.2 煤層瓦斯流動固氣鍋臺計算模型
4.3.3 煤巷據(jù)進煤壁瓦斯涌出量計算模型
4.4 煤巷斷面瓦斯涌出的數(shù)值計算
4.4.1 數(shù)值計算平臺
4.4.2 計算的幾何樓型
4.4.3 模型初始條件和邊界條件
4.4.4 狄值計算參數(shù)
4.5 煤巷瓦斯涌出計算結果與分析
4.5.1 巷道掘進引起斷面瓦斯?jié)B流參數(shù)變化
4.5.2 巷道掘進速度對煤壁瓦斯涌出量的影有
4.5.3 掘進循環(huán)對巷道兩側煤壁瓦斯涌出總量的影有
4.6 基于煤巷掘進瓦斯涌出量的保護層開采殘余瓦斯壓力的確定
4.6.1 煤層瓦斯壓力對煤巷掘進瓦斯涌出的影響
4.6.2 基于煤巷掘進瓦斯涌出的煤層瓦斯壓力臨界面
4.7 本章小結
5 上保護層開采現(xiàn)場試驗研究
5.1 現(xiàn)場考察內容
5.2 東林煤礦上保護層開采的現(xiàn)場試驗
5.2.1 保護層開采工程概況
5.2.2 現(xiàn)場測試方案
5.2.3 現(xiàn)場測試結果及分析
5.3 上保護層開采保護范圍劃定方法分析
5.4 本章小結
6 結論與展望
6.1 主要研究成果及結論
6.2 主要創(chuàng)新點
6.3 后續(xù)研究工作及展望
參考文獻