基于层合板理论的采场底板隔水性能研究

发布时间：2017-10-18 22:48

  本文关键词：基于层合板理论的采场底板隔水性能研究

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【摘要】：采场底板突水是影响煤矿安全生产的主要问题之一，研究采场底板隔水性能对于底板突水危险性评价及水害防治具有重要意义。本文基于复合材料力学理论，对多种因素作用下的采场底板应力分布规律及隔水性能等进行了系统的研究，并针对团柏矿区10-108工作面的具体工程地质和生产技术条件，结合数值模拟等手段对其进行了突水分析，主要研究成果如下： （1）建立了采场底板隔水层的层合板模型，推导了底板隔水层的弯曲刚度计算公式，并求解得到工作面底板隔水层中任意一点位置处的应力表达式；通过对一个算例进行分析，验证了层合板模型的可靠性； （2）基于层合板力学模型，分别探讨了工作面长度、顶板垮落步距、承压水压力、岩性组合等因素对采场底板隔水性能的影响，并从裂隙垂向扩展的角度出发研究了相邻岩层间的水平应力差值与隔水性能之间的关系，揭示了岩性组合因素的作用机制； （3）结合团柏矿区10-108工作面工程地质条件，分别采用一般板理论、层合板理论及数值模拟手段对采场底板隔水性能进行了系统的研究，对比分析研究结果发现：采场底板隔水层顶部与底部的部分岩层受到不同程度破坏，但其他岩层保持了岩体的完整性，预测该工作面无底板突水危险。此外，研究发现层合板理论分析的结果更为详细，且与数值模拟结果十分相符，，能够更好的揭示底板隔水层的破坏状态。
【关键词】：采场底板 层合板 底板应力 隔水性能 突水危险性
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD745
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• Contents9-11
• 图清单11-15
• 表清单15-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-24
• 1.1 课题背景及研究意义17
• 1.2 国内外研究概况17-21
• 1.3 研究内容及技术路线21-24
• 2 采场底板隔水层的层合板理论研究24-41
• 2.1 采场底板隔水层层合板模型的建立24-26
• 2.2 采场底板隔水层应力状态分析26-34
• 2.3 采场底板隔水层应力状态算例研究34-40
• 2.4 本章小结40-41
• 3 基于层合板模型的采场底板隔水性能研究41-71
• 3.1 采场底板隔水性能分析方案设计41-42
• 3.2 工作面长度对底板隔水性能的影响研究42-45
• 3.3 顶板垮落步距对底板隔水性能的影响研究45-48
• 3.4 承压水压力对底板隔水性能的影响研究48-51
• 3.5 不同岩性组合对底板隔水性能的影响研究51-60
• 3.6 底板隔水层岩体裂隙垂向扩展机理研究60-69
• 3.7 本章小结69-71
• 4 工程实践及应用71-91
• 4.1 工程概况72-75
• 4.2 采场底板隔水性能的一般板理论分析75-79
• 4.3 采场底板隔水性能的层合板理论分析79-83
• 4.4 采场底板隔水层受采动影响的数值模拟研究83-89
• 4.5 本章小结89-91
• 5 结论91-93
• 参考文献93-98
• 作者简历98-100
• 学位论文数据集100

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1057612