上保護(hù)層開(kāi)采效果分析與工程應(yīng)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(hù)層開(kāi)采國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 保護(hù)層開(kāi)采圍巖變形破壞規(guī)律的研究
1.2.2 保護(hù)層開(kāi)采保護(hù)效果變化規(guī)律研究
1.2.3 保護(hù)層開(kāi)采對(duì)被保護(hù)層內(nèi)其他工藝的影響研究
1.2.4 卸壓作用下煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量計(jì)算研究
1.3 本書主要研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線
1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
2 基于響應(yīng)面模型的上保護(hù)層開(kāi)采賦存條件的敏感度研究
2.1 敏感度分析及響應(yīng)面法計(jì)算理論
2.1.1 敏感度分析
2.1.2 基于響應(yīng)面的敏感度分析
2.1.3 響應(yīng)面功能函數(shù)
2.1.4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2 數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
2.2.1 響應(yīng)面法實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)的確定
2.2.2 響應(yīng)面模型設(shè)計(jì)方案的確定
2.2.3 基于膨脹變形量的保護(hù)效果敏感性考察指標(biāo)的確定
2.2.4 響應(yīng)面功能函數(shù)的確定
2.3 上保護(hù)層開(kāi)采有限元模型的建立
2.3.1 有限元數(shù)值計(jì)算幾何模型
2.3.2 數(shù)值計(jì)算模型載荷及邊界條件
2.3.3 數(shù)值計(jì)算模型材料參數(shù)
2.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果處理與分析
2.4.1 數(shù)值計(jì)算結(jié)果處理
2.4.2 響應(yīng)面功能函數(shù)回歸效果檢驗(yàn)
2.4.3 保護(hù)效果指標(biāo)的敏感度分析
2.5 本章小結(jié)
3 煤層群上保護(hù)層開(kāi)采不同層間距保護(hù)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(xué)性質(zhì)研究
3.1.3 模型實(shí)驗(yàn)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(hù)層開(kāi)采層間距的確定
3.2.2 相似模型的鋪設(shè)
3.3 試驗(yàn)過(guò)程及測(cè)試方案
3.3.1 試驗(yàn)步驟
3.3.2 基于埋設(shè)壓力盒的被保護(hù)層應(yīng)力變化測(cè)試
3.3.3 基于數(shù)字散斑法的模型變形測(cè)試
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.4.1 上保護(hù)層開(kāi)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(hù)層卸壓規(guī)律
3.4.4 不同層間距保護(hù)角、保護(hù)范圍變化規(guī)律
3.4.5 急傾斜上保護(hù)層開(kāi)采物理相似模擬實(shí)驗(yàn)
3.4.6 基于響應(yīng)面模型的上保護(hù)層開(kāi)采賦存條件的敏感性研究驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
4 煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量與被保護(hù)層殘余瓦斯壓力關(guān)系研究
4.1 工程背景
4.1.1 保護(hù)層開(kāi)采工程背景
4.1.2 被保護(hù)層內(nèi)煤巷掘進(jìn)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(hù)層瓦斯壓力測(cè)孔布置方案
4.2.3 被保護(hù)層瓦斯療余壓力分有規(guī)律
4.3 煤巷據(jù)進(jìn)瓦斯涌出數(shù)子模型
4.3.1 基本假設(shè)
4.3.2 煤層瓦斯流動(dòng)固氣鍋臺(tái)計(jì)算模型
4.3.3 煤巷據(jù)進(jìn)煤壁瓦斯涌出量計(jì)算模型
4.4 煤巷斷面瓦斯涌出的數(shù)值計(jì)算
4.4.1 數(shù)值計(jì)算平臺(tái)
4.4.2 計(jì)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(jì)算參數(shù)
4.5 煤巷瓦斯涌出計(jì)算結(jié)果與分析
4.5.1 巷道掘進(jìn)引起斷面瓦斯?jié)B流參數(shù)變化
4.5.2 巷道掘進(jìn)速度對(duì)煤壁瓦斯涌出量的影有
4.5.3 掘進(jìn)循環(huán)對(duì)巷道兩側(cè)煤壁瓦斯涌出總量的影有
4.6 基于煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量的保護(hù)層開(kāi)采殘余瓦斯壓力的確定
4.6.1 煤層瓦斯壓力對(duì)煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出的影響
4.6.2 基于煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出的煤層瓦斯壓力臨界面
4.7 本章小結(jié)
5 上保護(hù)層開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究
5.1 現(xiàn)場(chǎng)考察內(nèi)容
5.2 東林煤礦上保護(hù)層開(kāi)采的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
5.2.1 保護(hù)層開(kāi)采工程概況
5.2.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案
5.2.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果及分析
5.3 上保護(hù)層開(kāi)采保護(hù)范圍劃定方法分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 主要研究成果及結(jié)論
6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
6.3 后續(xù)研究工作及展望
參考文獻(xiàn)