深部岩体断层滞后突水多场信息监测预警研究

发布时间：2018-03-23 06:25

  本文选题：岩石力学　切入点：断层滞后突水　出处：《岩石力学与工程学报》2015年11期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：断层滞后突水由于其特有的隐蔽性及滞后性特征,突水灾害防治难度较大。针对王楼煤矿断层滞后突水防治工程,开展深部岩体多场信息监测预警研究。深入分析地下水来源及导水通道,在此基础上划分采动过程中断层滞后突水不同阶段,结合隔水关键层理论及物探结果,确定监测预警时间域与空间域,划分温度场、渗压场监测阈值,建立监测预警判识准则;串联传感器组合成监测单元,采用返浆工艺对钻孔分段封堵,实现传感器精确高效安装,通过煤矿安全光纤监测系统实现井上在线监测预警。监测预警结果表明,断层隔水煤柱有效控制断层内裂隙扩展,减弱了断层破碎带导水特性,依据深部岩体监测预警判识准则,工作面开采过程中预警等级为I级,可实现安全开采。研究成果对类似工程具有一定的借鉴意义。
[Abstract]:Fault lag water inrush is difficult to prevent because of its characteristic of concealment and lag. In view of fault lag water inrush prevention project of Wanglou Coal Mine, The study of monitoring and early warning of multi-field information of deep rock mass is carried out. The source and channel of groundwater are deeply analyzed. On this basis, different stages of delayed water inrush of fault in mining process are divided, combined with the theory of key layer of water barrier and the results of geophysical exploration. The monitoring and warning time domain and space domain are determined, the temperature field is divided, the monitoring threshold of osmotic pressure field is divided, the criteria of monitoring and warning recognition are established, the series sensors are combined into monitoring unit, and the back grouting technology is used to block the borehole. The sensor is installed accurately and efficiently, and the on-line monitoring and warning is realized through the coal mine safety optical fiber monitoring system. The monitoring and warning results show that the fault water-proof coal pillar effectively controls the crack propagation in the fault and weakens the water conductivity characteristics of the fault fracture zone. According to the criteria of monitoring and early warning of deep rock mass, the early warning grade in mining process of working face is I grade, which can realize safe mining. The research results have certain reference significance for similar projects.
【作者单位】： 山东大学岩土与结构工程研究中心;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB036000) 国家自然科学青年基金项目(51309146) 教育部博士点基金项目(20130131120084)
【分类号】：TD745

【参考文献】

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7 孙建;王连国;;基于微震信号突变分析的底板断层突水预测[J];煤炭学报;2013年08期

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【共引文献】

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4 赵志刚;谭云亮;;Microseismic Monitoring Data Fusion Algorithm and Coal and Gas Outbursts Prediction[J];Journal of Measurement Science and Instrumentation;2010年04期

5 宫少琦;苏荣华;代树红;;逆冲断层破裂规律的相似模拟试验与数值模拟[J];地震工程与工程振动;2012年03期

6 孔海陵;陈占清;王路珍;;龙固矿底板突水危害性预测[J];矿业安全与环保;2011年05期

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3 袁中帮;王健;;数值模拟在采动影响下断层导突水风险评价中的应用[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

4 齐庆新;毛德兵;王永秀;;冲击矿压的非线性非连续特征的模拟研究[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年

5 王强;曹代勇;;数值模拟法在刘桥断层突水风险分析中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛论文集[C];2007年

6 余学义;周杨;杨子星;李广成;张旺荣;;特厚煤层分层综放开采导水裂隙带高度观测研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2010年学术年会论文集[C];2010年

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8 王可钧;;岩石力学与工程的几个研究热点[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

9 李忠华;潘一山;;基于剪切梁层间失效模型的断层冲击地压解析分析[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年

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4 卢甲斌;东滩煤矿应力集中区冲击地压预测与防治研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

5 刘谆;基于FPGA的煤矿突水监测数据采集系统的设计[D];太原理工大学;2011年

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7 晁建伟;回采巷道过断层顶板破坏特征研究[D];河南理工大学;2007年

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5 徐世杰,陈忠奇,白琪光;“矿震”诱发机制的探讨[J];地震;1987年05期

6 姜福兴;杨淑华;成云海;张兴民;毛仲玉;徐方军;;煤矿冲击地压的微地震监测研究[J];地球物理学报;2006年05期

7 冯锐，林宣明，陶裕录，周海南，，滕云田，周鹤鸣，郝锦绮;煤层开采覆岩破坏的层析成像研究[J];地球物理学报;1996年01期

8 聂德新;张咸恭;韩文峰;;围压效应与软弱夹层的物理力学特性的相关性研究[J];地质灾害与环境保护;1990年01期

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本文编号：1652301