先锋露天煤矿底板承压水的突水机理研究

发布时间：2017-05-14 06:03

  本文关键词：先锋露天煤矿底板承压水的突水机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在承压水体上采煤时,煤层底板突水是一种常见的灾害事故,严重影响着煤矿的安全生产。近几十年,针对地下巷采突水问题的研究,取得了大量的成果,对承压水上采煤工作起到一定的指导作用。但在露天矿倾斜底板突水方面的研究还比较少。因此,本文采用工程实例结合理论分析和数值模拟的方法,对露天矿底板突水机理进行分析研究,取得了如下成果：(1)依据露天矿开采的特点,建立了相应的力学模型,从而可以计算出底板任一点的应力。(2)依据露天矿底板的破坏特征,用莫尔库伦理论和水力劈裂原理分析了煤层底板的破坏过程。(3)依据莫尔库伦强度准则和突水系数公式,得出了新的评价预测煤层底板突水的方法公式,并用其简单预测了先锋煤矿重要点位的突水性,与突水系数的评价结果进行比较,发现有些点位用突水系数评价的结果为不突水,而用本文所得方法则有可能突水。(4)依据先锋露天煤矿煤层的赋存特点,利用FLAC3D软件,建立露天矿三维数值模型,模拟分析了在不同开挖深度时,煤层底板的应力、位移、破坏特征的变化规律,得出底板易于发生突水的位置在开挖面坡脚附近,并对数值模拟的结果与新的评价方法所得结果进行简单对比,验证了本文所得评价方法的合理性。本文的研究所得评价煤层底板突水的方法可用于指导承压水体上露天矿倾斜煤层的开采工作。
【关键词】：露天煤矿 底板突水 FLAC3D 突水机理 突水预测
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-18
• 1.2.2.1 突水系数法13-15
• 1.2.2.2 “下三带”理论15
• 1.2.2.3 原位张裂和零位破坏理论15-16
• 1.2.2.4 “薄板”结构理论16
• 1.2.2.5 隔水关键层理论16
• 1.2.2.6 突变理论16
• 1.2.2.7 “强渗通道”理论16-17
• 1.2.2.8 “岩水应力关系”法17
• 1.2.2.9 递进导升理论17
• 1.2.2.10 “突水优势面”理论17-18
• 1.2.2.11 采场底板“四带”理论18
• 1.3 研究内容及技术路线18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 第二章 研究区概况20-38
• 2.1 自然及经济20-22
• 2.1.1 位置20-21
• 2.1.2 气象21
• 2.1.3 地形地貌21
• 2.1.4 区内经济状况21-22
• 2.1.5 先锋露天煤矿生产现状22
• 2.2 地质概况22-37
• 2.2.1 区域地层概况22-23
• 2.2.2 井田地层岩性概况23-26
• 2.2.2.1 前震旦系23-24
• 2.2.2.2 震旦系24
• 2.2.2.3 上第三系24-25
• 2.2.2.4 第四系25-26
• 2.2.3 区域地质构造26-28
• 2.2.3.1 断裂构造27-28
• 2.2.3.2 褶皱28
• 2.2.4 水文地质条件28-37
• 2.2.4.1 含水层及其补、径、排29-33
• 2.2.4.2 隔水层33-37
• 2.3 小结37-38
• 第三章 露天矿底板破坏特征分析38-51
• 3.1 底板突水影响因素38-44
• 3.1.1 承压含水层38-39
• 3.1.1.1 承压水压力38
• 3.1.1.2 含水层富水性38-39
• 3.1.2 底板隔水层39-42
• 3.1.2.1 底板岩性组合39-40
• 3.1.2.2 影响底板隔水岩层的地质构造40-42
• 3.1.3 采矿活动42-44
• 3.1.3.1 矿山压力42-43
• 3.1.3.2 开采方法43-44
• 3.2 露天矿倾斜底板应力特征分析44-46
• 3.3 露天矿底板破坏特征分析46-50
• 3.3.1 底板剪切破坏过程分析46
• 3.3.2 水力劈裂过程分析46-50
• 3.3.2.1 隔水层裂缝产生阶段47-48
• 3.3.2.2 裂缝开展延伸阶段48-50
• 3.4 小结50-51
• 第四章 突水评价方法改进及突水预测51-61
• 4.1 突水系数公式的历次修正51-52
• 4.2 突水评价方法改进52-58
• 4.2.1 剪切破坏53-54
• 4.2.2 张拉破坏54-56
• 4.2.3 参数的确定56-58
• 4.3 先锋煤矿主要点位底板突水性评价58-60
• 4.4 小结60-61
• 第五章 先锋煤矿底板破坏特征的数值模拟61-83
• 5.1 FLAC3D软件介绍61
• 5.2 数值模拟分析61-82
• 5.2.1 建模原则61-62
• 5.2.2 数值计算模型62-63
• 5.2.3 数值计算方案63
• 5.2.4 煤层底板破坏数值模拟分析63-82
• 5.2.4.1 定水头1MPa煤层开挖底板破坏特征64-73
• 5.2.4.2 动水头1MPa煤层开挖底板破坏特征73-82
• 5.3 小结82-83
• 第六章 结论与展望83-84
• 6.1 结论83
• 6.2 展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-90
• 附录90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 孙建;倾斜煤层底板破坏特征及突水机理研究[D];中国矿业大学;2011年

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