采场底板断层突水与防治

发布时间：2017-04-11 17:08

  本文关键词：采场底板断层突水与防治，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤矿底板断层突水是一项具有重大研究意义的课题,本文首先分析了前人断层防治水的理论与实践成果,然后分别运用力学分析,计算机数值模拟,工程实践,分析研究了断层突水理论以及防治方法,得出以下重要结论： (1)运用理论分析的方法,通过建立底板断层力学简化模型,基于弹性力学中半无限体理论,推导了断层剪应力公式。通过控制变量方法,对公式赋予具体数值,分析了不同因素影响下断层面上剪应力分布变化情况,进而从应力角度对断层活化加以分析。·断层活化主要集中在浅部,工作面距断层越近,断层活化越剧烈。基于塑性梯度理论,推导断层带应变和位移公式,分析了不同含水量下断层带应变和位移变化趋势,补充了以往分析断层活化时只从应力角度分析的不足。基于关键层理论,推导了有无断层存在情况下底板承受极限水压计算公式,并对其在断层倾角和卸压区等影响因素下极限水压变化情况进行分析对比,进一步完善了对断层突水的认识,对矿井实际生产有很好的指导作用。 (2)FLAC数值模拟显示断层倾角越小,底板塑性区范围越大,工作面前方底板破坏区也更易向浅部发展,与断层破碎带沟通也越容易；断层倾角越大,底板塑性区范围越小,工作面前方底板破坏区更易向深部扩展,同时距离断层破碎带较远,突水通道不易形成。当切向刚度一定时,法向刚度的增加使得底板塑性区范围增大,这是因为法向刚度越大,断层带应力集中程度越高,对岩体造成的破碎程度也越大,导水通道也越容易形成。断层倾角一定时,随着底板水压的增大,底板塑性区范围加大,这是因为水压越大,对底板造成的破坏越大,隔水层的隔水能力也就越低,当水压达到一定程度时,底板在回采影响下,将会沟通断层,形成突水通道。 (3)结合淮北矿区生产实践,分析了断层防治水方法：主要以桃园矿为例,采取留设煤柱方法。
【关键词】：断层突水 承压水 煤层底板 数值模拟
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• Contents10-12
• 1 绪论12-19
• 1.1 研究目的和意义12-13
• 1.2 国内外底板突水研究现状13-16
• 1.2.1 煤层底板突水机理研究13-16
• 1.2.2 断层突水机理研究16
• 1.3 存在的问题16-17
• 1.4 研究内容17-18
• 1.5 技术路线18-19
• 2 底板断层活化力学分析19-42
• 2.1 断层基本概念19
• 2.2 底板断层应力分布规律及其影响因素分析19-31
• 2.2.1 采场底板支撑压力分布规律20-21
• 2.2.2 底板断层应力分析21-25
• 2.2.3 影响底板断层应力分布规律因素分析25-31
• 2.3 底板断层带变形分析31-35
• 2.3.1 塑性梯度理论和水致弱化函数简介31
• 2.3.2 断层带应变和位移分析31-35
• 2.4 断层影响影响下底板水压计算和影响因素分析35-40
• 2.4.1 断层影响影响下底板水压计算35-37
• 2.4.2 无断层影响影响下底板水压计算37-38
• 2.4.3 影响临界水压的因素分析和比较38-40
• 2.5 本章小结40-42
• 3 采场底板断层突水的数值模拟研究42-63
• 3.1 FLAC程序简介42-45
• 3.2 数值模型的建立45-47
• 3.2.1 模型几何和初始条件45-46
• 3.2.2 数值模拟方案46-47
• 3.3 不同因素对应力和塑性区分布的影响47-61
• 3.3.1 断层倾角对底板应力和塑性区的影响47-53
• 3.3.2 断层刚度对底板应力和塑性区的影响53-58
• 3.3.3 水压对底板应力和塑性区的影响58-61
• 3.4 本章小结61-63
• 4 采场底板断层突水防治研究63-69
• 4.1 断层防水煤柱留设实践63-68
• 4.1.1 灰岩含水层水与煤层沟通63-67
• 4.1.2 灰岩含水层水与煤层不直接沟通67-68
• 4.2 本章小结68-69
• 5 主要结论与展望69-71
• 5.1 主要结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 作者简介及读研期间主要科研成果75

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘洪华;孙如华;;威胁巷道的承压水水害隐患预测及防治研究现状[J];科技创新导报;2011年21期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 胡耀青;带压开采岩体力水学理论与应用[D];太原理工大学;2003年

2 卜万奎;采场底板断层活化及突水力学机理研究[D];中国矿业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 于志鹏;断层组合对底板突水的影响及其防治研究[D];山东科技大学;2011年

2 刘志军;承压水上采煤断层失稳突水的研究[D];太原理工大学;2004年

3 田丽;基于FEFLOW的矿井工作面底板突水量预测研究[D];山东科技大学;2008年

4 白建军;带压开采条件下矿井岩溶水突水研究[D];太原理工大学;2010年

  本文关键词：采场底板断层突水与防治，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：299547