煤矿底板岩体阻水能力评价及工程实例分析

发布时间：2017-08-28 11:28

  本文关键词：煤矿底板岩体阻水能力评价及工程实例分析

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【摘要】：煤层底板阻水能力评价是承压水体上采煤的重要研究内容，煤层底板岩层的物理力学性质、岩体结构、隔水层厚度、开采参数和底部承压水压力大小是影响煤层底板岩体阻水能力的主要因素。为了研究各因素在底板阻水中的作用机理，本文采用理论分析、现场测试和数值模拟相结合的研究方法，分析了底板岩体的阻水原理及阻水能力的评价指标，并通过对淮南煤田某矿412采区1煤薄底板岩层的阻水能力测试分析，对该采区的底板阻水能力进行了评价，获得了较好的效果，为该采区接下来的生产提供了较为合理的开采参数。本文的主要研究结论如下： 1、煤层底板岩体突涌水由底板岩体的裂隙扩展和承压水的上升共同作用引起，断裂构造带的存在会加大底板突涌水发生的机率。在不同岩性交界面处裂隙的扩展机制也不同。 2、岩石三轴压缩与渗透试验结果表明：泥岩、砂质泥岩，细砂岩的隔水性能依次降低，在达到岩石的峰值强度前，，渗透率随载荷的增加而逐渐增大，渗透率的最大值滞后于岩石的峰值强度。 3、底板岩层自身因素对的阻水能力的影响主要体现在底板隔水层厚度，强度和岩性组合上；煤层采动范围下的煤层底板应力出现卸压，当围压与岩体抗拉强度之和小于承压水压时就会发生突涌水。 4、采用FLAC对十类不同岩体结构层状底板的采动效应进行了数值分析，分析中通过调整采煤工作面宽度、工作面开挖长度、底板岩体厚度、水压力大小、软弱夹层位置和断层切割度等参数探讨了各参数对底板岩体应力场和破坏场的影响。 5、412采区1煤底板上段为层状~块状结构，中段主要为块状结构，下段泥岩为层状结构；对底板中段和下段进行了水压致裂试验，确定了最大致裂水压水；采用FLAC软件对该采区底板采动效应进行了数值模拟，分析了该采区底板破坏规律。 6、工作面长为90m时412采区底板有效隔水层厚度约2.4m，对完整底板板采用小于90m的工作面基本可安全回采1煤，但应加强对底板岩层裂隙发育程度的探查，对裂隙发育地段应采取底板加固措施后方可进行回采。
【关键词】：煤层底板 阻水能力 水压致裂 数值模拟
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD74
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 岩体结构研究进展10-11
• 1.2.2 底板突水的研究进展11-17
• 1.3 本文研究内容及技术路线17-19
• 第二章 底板岩体的阻水原理及评价指标19-28
• 2.1 底板岩体的阻水原理19-21
• 2.1.1 底板岩体裂隙扩展及承压水上升机制19-20
• 2.1.2 断裂构造带突水原因分析20
• 2.1.3 隔水层的阻水原理20-21
• 2.2 岩石三轴渗透试验与分析21-23
• 2.3 水压致裂试验23-26
• 2.3.1 水压致裂试验的目的及意义23-24
• 2.3.2 水压致裂试验的原理24-26
• 2.4 底板岩体阻水能力评价因素26-28
• 第三章 底板岩体采动影响数值分析28-45
• 3.1 FLAC 简介28-29
• 3.2 岩体参数的选择29-30
• 3.3 地质模型的建立30-33
• 3.4 试验方案33-34
• 3.5 数值模拟结果及分析34-43
• 3.6 含断裂带底板破坏特征分析43-45
• 第四章 工程实例45-68
• 4.1 地质概况45-46
• 4.2 底板岩石力学参数测试46-51
• 4.3 底板岩体结构分析51-57
• 4.4 底板岩体阻水能力测试57-60
• 4.5 412 采区 1 煤底板采动效应数值模拟研究60-65
• 4.6 412 采区 1 煤底板阻水能力评价65-68
• 第五章 结论68-70
• 参考文献70-73
• 攻读学位期间主要的研究成果73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：747847