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随着采深的增加,煤矿井下瓦斯灾害的危险性呈增加趋势,煤层瓦斯、应力、地质构造等信息的及时掌握是采取瓦斯防治措施和现场管理措施的重要依据。特别对于回采工作面,在开采前对工作面各种复杂信息的掌握和分析,有利于实现回采工作面的信息化和精细化管理,真正实现对安全生产的指导。目前已有的瓦斯地质统计法和矿井地质动力区划法均是针对于大尺度(矿区、矿井)意义上的综合信息分析,而回采工作面的瓦斯赋存、应力分布、地质构造探测等信息的分析更为重要,可直接用于瓦斯灾害防治措施的制定。为改进现有回采工作面瓦斯赋存和瓦斯灾害危险性评价方法的不足,实现工作面从设计、掘进到回采阶段整个过程的瓦斯灾害危险性动态分析,本文以采煤工作面所包含的三方面信息(瓦斯赋存、煤层地质构造、应力场分布)为信息来源,通过对工作面不同阶段所包含的信息要素的有效提取和综合分析,强调各种信息的动态变化和直观反映,提出了利用工作面瓦斯防治综合信息进行分析的方法,实现回采工作面瓦斯灾害防治及安全状况的动态评价。 (1)工作面不同阶段瓦斯防治综合信息要素研究,根据信息数据的来源,确定工作面不同阶段的信息要素类别和获取方式,同时根据不同要素的数据特征确定其三种表示方法。 (2)工作面瓦斯参数及预测模型研究,根据瓦斯赋存与煤层埋深、顶底板岩性等因素的相关性,提出工作面所处地质单元瓦斯赋存多元回归预测模型,根据工作面在不同影响因素下如巷道开挖、区域防突措施等影响下的赋存规律建立相关数学模型和预测方法。 (3)工作面煤层赋存、地质构造分布的分析方法研究,根据地勘和工作面已揭露区域煤层地质资料,对煤层厚度、构造软煤分布等地质资料的分布规律进行分析;通过已揭露地质构造的构造力学解析,研究构造展布方式,同时应用统计分析及物探方法对工作面内部未揭露异常带进行分析。 (4)工作面应力场参数的数值模拟研究,采用理论分析和数值模拟相结合的方法分析采场内的原岩应力、构造应力及采动应力的分布规律及应力叠加造成的应力集中系数,确定应力集中区分布及影响范围。 (5)回采工作面综合信息分布的分析方法研究,通过对上述三方面信息的综合分析,确定回采工作面动态综合信息分析方法及工作面瓦斯灾害危险条带动态评价模型,建立工作面瓦斯灾害危险性动态分析体系。 (6)结合贵州中岭煤矿12013工作面的现场资料和实际情况,对工作面综合信息动态分析方法进行验证性试验,经过后期开采验证,取得了较好的效果。 本文旨在提出一种对回采工作面瓦斯参数、煤层地质构造赋存及应力分布参数等综合信息的连续性动态分析方法,做到“知己知彼”,为工程技术人员提供准确的基础信息,利于现场人员采取必要的瓦斯灾害防治措施,从而确保回采工作面日常生产工作的安全。