新巨龙煤矿综放采场注水防治冲击地压研究

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煤层注水能够软化煤体,从而减小冲击危险。新巨龙煤矿2302S工作面埋深约850m,3煤层具有弱冲击性,在一定的开采条件下,有发生冲击地压危险的可能性。本文采用理论分析、模拟试验、数值分析和现场试验相结合的方法进行注水防治冲击地压研究,主要有以下内容:  (1)从煤层裂隙、水在煤体中的运动状态两个方面分析了煤层注水机理,并对影响因素注水工艺参数(如注水时间、注水压力、流量、要求达到的含水率等)进行着重分析;运用弹性力学、渗流耦合理论等理论知识,建立了注水过程中破裂压力等效模型。  (2)利用自主研制的水力压裂实验系统,在有限的实验条件下,进行了无围压、1MPa、2MPa围压下煤体水力压裂实验,依据声发射-应力耦合理论,针对型煤与原煤破裂过程中应力场及声发射的变化进行分析对比。  (3)采用RFPA2D软件模拟分析了注水作用下的注水压力、注水过程中的应力场、声发射的变化规律,与水力压裂实验结果及煤层注水效果进行了对比分析。  (4)在新巨龙煤矿2302S工作面开展了煤层注水试验。与未注水区域回采阶段相比:注水区域自发微震事件频次降低,释放能量减少,减小了微震能量释放在时间上的突发性和空间上的集中性;注水区域煤体塑性有所增加,侧向支承压力卸压带拓宽约3m,超前支承压力卸压带较未注水时均拓宽约7m,峰值均有所降低;受采动影响弱于未注水区域,顶板移近量及移近速率较低,无明显应力集中,冲击危险减小。
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