峻德矿30#煤层地应力场控制下煤与瓦斯突出危险性研究

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峻德矿最大一次煤与瓦斯突出位于30#煤层,具体位置处于-500m标高的第三主采水平处。主采一、二水平已经采掘完毕,现今主要开采三水平及以深煤层。为了研究峻德矿30#煤层地应力场控制下煤与瓦斯突出危险性,以覆盖峻德-兴安边界和覆盖峻德矿中部地应力测点位置的10条勘探线为研究基础,绘制出峻德-兴安瓦斯地质单元-500m标高的地应力场云图。将峻德-兴安-500m标高的地应力场云图与峻德-兴安矿区按大地位置坐标对应,以峻德矿区边界为参照截取峻德矿区-500m标高地应力场分布云图,将所截取峻德矿区域内-500m标高的地应力场云图与峻德矿30#煤层瓦斯赋存分布特征相结合,以能量准则以及最小能量原理为判据,对峻德矿30#煤层煤与瓦斯突出危险性进行研究。文章主要研究内容如下:1、根据瓦斯地质单元划分原则,结合鹤岗矿区各个矿井地质资料:地质构造资料、煤层埋深资料、煤层厚度资料、围岩岩性资料、瓦斯赋存分布特征资料。将鹤岗矿区划分为四类瓦斯地质单元区:峻德-兴安高突瓦斯区(Ⅰ)、富力-新陆低瓦斯区(Ⅱ)、南山-益新高突瓦斯区(Ⅲ)、兴山高突瓦斯区(Ⅳ)。2、运用峻德-兴安瓦斯地质单元内的各个地应力测点,结合所选取的10条勘探线,模拟出每条勘探线的水平、垂直应力场,运用MATLAB中数据提取编程得到10条勘探线的水平应力值、垂直应力值及上覆岩层重力所施加应力值和其对应的大地位置坐标。运用V4三次样条插值法进行数据等值线绘制,最终得出峻德-兴安地质单元区域-500m标高的地应力场云图。3、峻德矿现今主要开采-500m标高的第三主采水平煤层。以所模拟出的峻德-兴安-500m标高的地应力场云图为基础,截取位于峻德矿区内的-500m标高的地应力场云图,并结合发生过较大突出的峻德矿30#煤层中突出点处的瓦斯赋存特征,运用瓦斯地质统计法以及能量准则、最小能量原理,对峻德矿区突出危险区进行确定和分级:(1)Ⅰ级突出危险区:地应力场值在20~35Mpa、煤层厚度在3~5m之间、构造煤厚度在0.7~1.3m之间;(2)Ⅱ级突出危险区:地应力场值在5~20Mpa、煤层厚度1.5~3m之间、构造煤厚在0.3~0.7m之间;(3)Ⅲ级突出危险区:地应力场值小于5Mpa、煤层厚度小于1.5m、构造煤厚度小于0.3m。
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