部分充填防治底板突水机理研究

发布时间：2021-02-08 05:11

　　华北石炭-二叠纪煤田是我国中东部煤矿最主要的可采煤层,随着我国中东部山西组上组煤炭资源的日益减少,向下延伸开采下组煤时,下组煤基底直接覆盖在中奥陶统风化剥蚀面上,中奥陶统为巨厚石灰岩,富含岩溶水,同时煤系地层含有多层薄层灰岩,含水层至煤层底板间距只有几米至几十米不等,岩溶裂隙发育同时隐伏大量的断裂构造,灰岩水压较大,局部可达7-10MPa,常规开采方法容易诱发底板突水。近年来,我国科研学者虽提出了许多治理途径如疏干降压、注浆堵水改造底板隔水层等途径减少突水灾害的发生,但由于下组煤承压水压力较大,随着工作面的不断向前开挖,底板在支承压力和承压水压力的作用下,再次发生突水灾害。本文借鉴刀柱式煤柱支撑法处理坚硬顶板采空区的方法,提出部分充填防治底板突水治理方法,以埠村煤矿9211工作面为研究背景,基于力学推导、数值模拟、物理模拟、现场实测等方法,对部分充填防治底板突水关键问题进行研究,为类似条件下防治底板突水提供理论支撑。本文借助于弹性力学中的薄板理论和“下三带”开采理论,建立了部分充填防治底板突水力学模型,推导出部分充填开采底板隔水岩层突水灾变判据。通过FLAC-3D数值模拟综合分析了部分... 

【文章来源】：山东科技大学山东省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容及技术路线
2 部分充填防治底板突水机理分析研究
    2.1 部分充填开采力学模型建立
    2.2 部分充填开采薄板结构理论
    2.3 本章小节
3 部分充填防治底板突水数值模拟研究
    3.1    FLAC3D原理及流固耦合简介
    3.2 推进距离对底板破坏影响模拟研究
    3.3 部分充填开采参数对底板破坏影响模拟研究
    3.4 本章小节
4 部分充填相似材料模拟试验分析研究
    4.1 底板相似材料研制与力学性能测定分析
    4.2 试验方案与模型铺设
    4.3 试验结果与分析
    4.4 本章小节
5 部分充填防治底板突水工程应用
    5.1 部分充填防治底板突水工程背景
    5.2 充填体变形仪安装与监测结果分析
    5.3 底板破坏深度监测方法与结果分析
    5.4 本章小节
6 结论及展望
    6.1 主要结论
    6.2 论文创新点
    6.3 论文展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要科研及成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于板壳理论的充填开采断裂带高度计算方法研究[J]. 秦洪岩,题正义,李洋,董强强.  煤炭工程. 2017(11)
[2]底板采动破坏带分段观测系统与应用[J]. 刘伟韬,宋文成,穆殿瑞,赵吉园.  中南大学学报(自然科学版). 2017(10)
[3]基于连续-离散介质耦合的密实充填开采地表沉陷预测模型[J]. 郭庆彪,郭广礼,吕鑫,张文馨,覃双煜.  中南大学学报(自然科学版). 2017(09)
[4]“煤-水”双资源型矿井开采技术方法与工程应用[J]. 武强,申建军,王洋.  煤炭学报. 2017(01)
[5]含水层下固体充填保水开采方法与应用[J]. 李猛,张吉雄,邓雪杰,周楠,张强.  煤炭学报. 2017(01)
[6]煤矿突水行为研究系列试验装置研发及应用[J]. 张士川,郭惟嘉,孙文斌,尹立明,王海龙.  金属矿山. 2017(02)
[7]AHP法确定煤层底板突水主控因素权重及系统研发[J]. 武强,李慎举,刘守强,宫厚健,李哲,齐京生.  煤炭科学技术. 2017(01)
[8]粉煤灰高水短壁部分充填技术研究与实践[J]. 张新国,刘伟韬,孙希奎,刘进晓,刘兆平,李飞,庞振忠.  煤炭学报. 2016(12)
[9]深井底板采动应力演化规律与破坏特征研究[J]. 刘伟韬,申建军,贾红果.  采矿与安全工程学报. 2016(06)
[10]“采选抽充采”集成型煤与瓦斯绿色共采技术研究[J]. 张吉雄,缪协兴,张强,张建国,闫浩.  煤炭学报. 2016(07)

博士论文
[1]建（构）筑物下“采—充—留”耦合开采理论研究[D]. 郭俊廷.中国矿业大学（北京） 2014
[2]岩石变形破坏过程中的能量演化机制[D]. 张志镇.中国矿业大学 2013
[3]深部煤层开采底板突水机理基础实验研究[D]. 尹立明.山东科技大学 2011

硕士论文
[1]固体密实条带充填开采岩层移动规律模拟研究[D]. 钱志.中国矿业大学 2014



本文编号：3023416