矿井底板次生断层活化突水致灾机理基础研究
发布时间：2022-01-06 03:48
矿井底板水害严重威胁矿井安全生产,导水或者含水的断裂构造常作为导水通道、突水水源的存在而诱发矿井水害事故。在断层形成的构造运动过程中,由于岩体自身的各向异性及内部原生裂隙的存在,断层附近常常伴生有次生的断层,由于该类断层落差相对较小、隐蔽性强、探测困难,加之其所处位置及产状的特殊性,抗采动影响的能力较弱而常先于主断层而发生活化,甚至加速主断层的活化及导水通道的形成,而目前对次生断层研究相对较少。因此,为探究次生断层活化诱发矿井突水灾害的发生机理,开展了矿井底板次生断层活化突水致灾机理基础研究。本文围绕次生断层活化规律的理论、岩石力学实验、数值模拟实验、突水等级预测、次生断层发育程度分析与治理研究开展了理论及实验探究工作,获得了以下研究成果:（1）次生断层由于构造及赋存位置的特殊性,在采动影响下常发生扩展活化诱发矿井突水灾害,给工作面安全生产带来重大隐患,结合前人固液耦合断层突水机理研究,对含次生断层构造条件下（主要是对主次断层相交、相离两种情况）的次生断层受力特征及活化临界水压力进行了推导计算;（2）利用Flac3D模拟软件,对主次断层相交时不同次生断层角度（-60°、0°、45°）及...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??Ｆｉｇ．１．１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｈｅｓｉｓ??
２．?３断层活化破坏力学特征分析??２．３．１采动影响的原岩应力变化特征??地壳中，没有受到人类的工程活动影响的岩体叫做原岩体，煤层开挖前岩??体的平衡状态称作岩体的原始应力［４１］。原始应力的组成成分复杂，其中构造应??力和自重力为主要的地应力构成。??煤层开采会引起应力的重新分布，开采区域周围会出现应力变化区，伴随??有应力集中现象，由于煤层被开采，被采煤层承受的地应力转移到了周围支承??体上，导致开采区域周边的应力集中程度最大，一般沿开采区域呈矩形分布，??可近似的使用椭圆孔双向受压板中孔的应力问题代替。??Ｇｖ??＼?＼?＼?＼?＼???＾??１－＾???￣卜?Ｌｘ?．?＾￣??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]含次生断裂构造煤层安全回采影响因素分析[J]. 李波,张文泉,王长浩,刘午阳. 矿业研究与开发. 2018(01)
[2]厚松散层薄基岩条件下矿井顶板涌水致灾因素分析及预测研究[J]. 李波,张文泉,马兰. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]水压影响下煤层底板采动破坏深度弹性力学解[J]. 鲁海峰,姚多喜,胡友彪,孙建. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[4]次生断层影响下底板断层保护煤柱留设数值模拟研究[J]. 张文泉,孟令鲁. 矿业研究与开发. 2016(03)
[5]基于系统聚类分析法的铁路隧道围岩分级方法优化研究[J]. 闫明. 铁道勘察. 2014(05)
[6]深部厚煤层断层煤柱型冲击矿压机制研究[J]. 李振雷,窦林名,蔡武,何江,王桂峰,刘军,韩荣军. 岩石力学与工程学报. 2013(02)
[7]采动影响下断层活化规律的数值模拟研究[J]. 姜耀东,王涛,赵毅鑫,王辰. 中国矿业大学学报. 2013(01)
[8]突水系数的产生及修正过程[J]. 管恩太. 中国煤炭地质. 2012(02)
[9]覆岩中断层活化突水的力学分析及其应用[J]. 师本强,侯忠杰. 岩土力学. 2011(10)
[10]几种孔隙比与渗透系数关系的对比[J]. 邓永锋,刘松玉,章定文,徐海波. 西北地震学报. 2011(S1)
博士论文
[1]脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律及破裂机制试验研究[D]. 张保良.山东科技大学 2017
[2]采场底板隐伏断层活化及突水机理研究[D]. 胡新宇.中国矿业大学 2015
[3]采动裂隙岩体应力恢复及其渗透性演化[D]. 王文学.中国矿业大学 2014
[4]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
[5]采动断层突水机理研究[D]. 黄存捍.中南大学 2010
[6]采场底板断层活化及突水力学机理研究[D]. 卜万奎.中国矿业大学 2009
[7]矿井（底板）突水灾害的动态机理及综合判测和预报软件开发研究[D]. 张文泉.山东科技大学 2004
硕士论文
[1]复杂地层大断面隧道围岩分级研究及施工参数优化[D]. 许才仗.西南交通大学 2014
[2]人工神经网络在农用地分等因素权重确定中的应用研究[D]. 白穆.长安大学 2007
本文编号：3571669
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术路线图??Ｆｉｇ．１．１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｈｅｓｉｓ??
２．?３断层活化破坏力学特征分析??２．３．１采动影响的原岩应力变化特征??地壳中，没有受到人类的工程活动影响的岩体叫做原岩体，煤层开挖前岩??体的平衡状态称作岩体的原始应力［４１］。原始应力的组成成分复杂，其中构造应??力和自重力为主要的地应力构成。??煤层开采会引起应力的重新分布，开采区域周围会出现应力变化区，伴随??有应力集中现象，由于煤层被开采，被采煤层承受的地应力转移到了周围支承??体上，导致开采区域周边的应力集中程度最大，一般沿开采区域呈矩形分布，??可近似的使用椭圆孔双向受压板中孔的应力问题代替。??Ｇｖ??＼?＼?＼?＼?＼???＾??１－＾???￣卜?Ｌｘ?．?＾￣??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]含次生断裂构造煤层安全回采影响因素分析[J]. 李波,张文泉,王长浩,刘午阳. 矿业研究与开发. 2018(01)
[2]厚松散层薄基岩条件下矿井顶板涌水致灾因素分析及预测研究[J]. 李波,张文泉,马兰. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]水压影响下煤层底板采动破坏深度弹性力学解[J]. 鲁海峰,姚多喜,胡友彪,孙建. 采矿与安全工程学报. 2017(03)
[4]次生断层影响下底板断层保护煤柱留设数值模拟研究[J]. 张文泉,孟令鲁. 矿业研究与开发. 2016(03)
[5]基于系统聚类分析法的铁路隧道围岩分级方法优化研究[J]. 闫明. 铁道勘察. 2014(05)
[6]深部厚煤层断层煤柱型冲击矿压机制研究[J]. 李振雷,窦林名,蔡武,何江,王桂峰,刘军,韩荣军. 岩石力学与工程学报. 2013(02)
[7]采动影响下断层活化规律的数值模拟研究[J]. 姜耀东,王涛,赵毅鑫,王辰. 中国矿业大学学报. 2013(01)
[8]突水系数的产生及修正过程[J]. 管恩太. 中国煤炭地质. 2012(02)
[9]覆岩中断层活化突水的力学分析及其应用[J]. 师本强,侯忠杰. 岩土力学. 2011(10)
[10]几种孔隙比与渗透系数关系的对比[J]. 邓永锋,刘松玉,章定文,徐海波. 西北地震学报. 2011(S1)
博士论文
[1]脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律及破裂机制试验研究[D]. 张保良.山东科技大学 2017
[2]采场底板隐伏断层活化及突水机理研究[D]. 胡新宇.中国矿业大学 2015
[3]采动裂隙岩体应力恢复及其渗透性演化[D]. 王文学.中国矿业大学 2014
[4]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
[5]采动断层突水机理研究[D]. 黄存捍.中南大学 2010
[6]采场底板断层活化及突水力学机理研究[D]. 卜万奎.中国矿业大学 2009
[7]矿井（底板）突水灾害的动态机理及综合判测和预报软件开发研究[D]. 张文泉.山东科技大学 2004
硕士论文
[1]复杂地层大断面隧道围岩分级研究及施工参数优化[D]. 许才仗.西南交通大学 2014
[2]人工神经网络在农用地分等因素权重确定中的应用研究[D]. 白穆.长安大学 2007
本文编号：3571669
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