基于采场损伤的潘北矿A组煤开采底板破坏深度研究

发布时间：2017-05-31 23:09

  本文关键词：基于采场损伤的潘北矿A组煤开采底板破坏深度研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在系统分析国内外关于采场底板岩层破坏深度和损伤力学研究现状的条件下,以潘北矿为例,选取该矿11113工作面3煤开采为研究对象,分析煤层开采过程中底板岩体的应力状态规律,利用FLAC3D软件对该工作面3煤底板在完整及损伤两种不同情况下岩体应力变化特征分别进行数值模拟分析,获得这两种条件下3煤底板的应力状态。论文通过对底板岩体的初始细观损伤、初始宏观损伤进行系统的描述,根据损伤岩体裂纹起裂判据和矿山压力理论,研究采场底板岩体损伤状态下的破坏深度。根据岩石力学试验所获取的相关参数,结合FLAC3D数值模拟应力应变值来计算损伤变量,其计算结果为0.574,并将计算得到的损伤变量用于推导得出的破坏深度计算公式中,计算3煤底板破坏深度,计算结果为16.147m。利用并行电法对11113工作面的底板破坏发育过程及其发育深度进行监测,结果为16m。并将现场监测的结果与计算结果进行对比分析,对比结果表明：基于采场损伤煤层底板破坏深度的计算结果与并行电法监测结果基本一致,说明利用损伤力学研究潘北矿11113工作面A组煤底板破坏深度是一种科学有效的方法,在潘谢矿区A组煤开采条件下有推广价值。研究成果对底板突水防治具有重要的理论价值和实践意义。
【关键词】：岩体应力特征 数值模拟 损伤变量 底板破坏深度
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1. 绪论13-21
• 1.1 问题的提出及研究意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 底板岩层破坏深度14-18
• 1.2.2 岩体损伤18-19
• 1.3 主要研究内容及方法19-21
• 1.3.1 主要研究内容19
• 1.3.2 研究方法及研究思路19-21
• 2. 研究区概况21-31
• 2.1 矿井概况21-22
• 2.1.1 井田位置及范围21
• 2.1.2 井田构造21-22
• 2.2 潘北矿A组煤开采地质条件22-24
• 2.2.1 潘北矿11113工作面概况22
• 2.2.2 潘北矿11113工作面开采地质条件22-24
• 2.3 潘北矿A组煤开采水文地质条件24-25
• 2.3.1 A组煤开采充水水源分析24
• 2.3.2 A组煤开采底板灰岩水文地质条件分析24-25
• 2.4 潘北矿A组煤开采工程地质条件25-30
• 2.5 本章小结30-31
• 3. 潘北矿A组煤开采底板应力状态分析31-45
• 3.1 底板岩体应力特征31-34
• 3.1.1 原岩应力特征31-32
• 3.1.2 支承应力分布特征32-34
• 3.1.3 底板应力分布特征34
• 3.2 潘北矿A组煤开采底板应力特征模拟34-42
• 3.2.1 模型建立原则35-42
• 3.3 本章小结42-45
• 4. 深部采场底板损伤破坏研究45-59
• 4.1 底板岩体损伤概述45-47
• 4.1.1 初始细观损伤45-46
• 4.1.2 初始宏观损伤46-47
• 4.2 岩体损伤裂纹的起裂判据47-49
• 4.2.1 裂纹类型47
• 4.2.2 裂纹起裂判据47-49
• 4.3 损伤变量的确定49-51
• 4.4 基于采场损伤计算煤层底板破坏深度51-55
• 4.5 潘北矿11113工作面A组煤底板破坏深度计算55-56
• 4.5.1 损伤变量的确定55-56
• 4.5.2 11113工作面底板破坏深度的计算56
• 4.6 本章小结56-59
• 5. 底板破坏深度的并行电法监测59-73
• 5.1 底板破坏并行电法探测原理59-61
• 5.1.1 并行电法采集技术59-60
• 5.1.2 三维数据反演60
• 5.1.3 电阻率解释60-61
• 5.2 现场工作方法61-62
• 5.2.1 测试装备61
• 5.2.2 测试装置布设61-62
• 5.2.3 数据采集62
• 5.3 测试分析及结果62-70
• 5.3.1 观测电场数据解编62-63
• 5.3.2 电阻率反演63
• 5.3.3 背景场电阻率63-64
• 5.3.4 底板破坏变形发育过程64-69
• 5.3.5 底板破坏发育深度的判定69-70
• 5.4 本章小结70-73
• 6. 结论73-75
• 6.1 主要成果73
• 6.2 主要创新点73-74
• 6.3 建议及展望74-75
• 参考文献75-81
• 致谢81-83
• 攻读硕士期间的主要研究成果83

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