山区公路下浅埋煤层局部充填开采覆岩变形机理研究

发布时间：2017-10-18 13:10

  本文关键词：山区公路下浅埋煤层局部充填开采覆岩变形机理研究

  更多相关文章： 山区公路局部充填 力学特性测试 力学模型 相似试验 变形机理

【摘要】：高效充填开采沉陷控制和矿区生态修复已成为煤炭行业和国家的重大需求,被列为“十三五”重点科技发展领域和重大关键技术,其中山区公路下浅埋煤层局部充填开采覆岩变形机理作为应用基础已成为亟需开展的重要研究工作之一。本文以常兴矿区为工程研究背景,综合运用实验室实验、理论分析、数值计算、相似材料模拟等手段,系统地分析了山区公路下局部充填开采覆岩变形规律和应力分布特征,揭示其变形机理,取得了以下研究成果和创新点:(1)开展了物理力学特性实验研究,得到了煤(岩)试样的密度、单(三)轴抗压抗拉强度、弹性模量、内摩擦角和粘聚力等参数;通过大量对比试验,得到了充填体强度随着灰水比、灰石比以及胶结材料种类等影响因素的变化规律;分析了试样在实验过程中的变形和破坏特征。(2)建立了山区公路下开采顶板周期破断力学模型,分析了顶板内应力分布规律,得到了周期破断步距随开采距离和山坡角度的变化关系;建立局部充填坡体滑移力学模型,得到了潜在滑移区域沿坡向上的扩展范围和影响因素。(3)构建了山区公路浅埋局部充填覆岩变形三维数值计算模型,采用控制单一变量法,系统研究了开采方向、充填距离、充填位置、开采高度、山坡角度等因素对覆岩位移变化规律和应力分布特征的影响规律,揭示了局部充填覆岩变形机理。(4)制作了山区公路浅埋局部充填覆岩变形的相似材料模型,研究了全部密实充填覆岩变形和应力分布;改变模型开采方向,研究了迎坡背坡时覆岩变形规律,揭示了覆岩运移机理;通过对不同充填距离相似模拟试验,研究了山区公路浅埋煤层开采时局部充填距离对覆岩变形及应力影响规律。对试验数据进行分析,得到了满足国家规范要求的最小充填距离。
【关键词】：山区公路局部充填 力学特性测试 力学模型 相似试验 变形机理
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD823.7
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 1 绪论19-27
• 1.1 研究的背景与意义19-20
• 1.2 国内外研究现状20-24
• 1.3 研究内容与研究路线24-27
• 2 试样物理力学特性试验27-46
• 2.1 试验设计27-29
• 2.2 煤岩样物理力学特性29-37
• 2.3 加载声发射特性分析37-38
• 2.4 充填材料力学特性38-45
• 2.5 本章小结45-46
• 3 山区公路下浅埋煤层局部充填开采覆岩变形理论分析46-55
• 3.1 山体下开采周期破断规律分析46-52
• 3.2 局部充填开采坡体滑移力学分析52-54
• 3.3 本章小结54-55
• 4 山区公路下浅埋煤层局部充填开采覆岩变形规律研究55-97
• 4.1 数值计算模型建立55-58
• 4.2 开采方向覆岩影响规律研究58-67
• 4.3 充填距离覆岩影响规律研究67-79
• 4.4 充填位置覆岩影响规律研究79-83
• 4.5 充填采高覆岩影响规律研究83-88
• 4.6 坡角变化覆岩破坏规律研究88-95
• 4.7 本章小结95-97
• 5 山区公路下浅埋煤层局部充填覆岩运移相似试验研究97-131
• 5.1 试验模型设计97-100
• 5.2 全部充填覆岩变形机理100-108
• 5.3 构造开采覆岩变形机理108-121
• 5.4 局部充填覆岩变形机理121-130
• 5.5 本章小结130-131
• 6 结论131-133
• 参考文献133-139
• 作者简历139-141
• 学位论文数据集141

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏特性浅析[J];矿业安全与环保;2000年S1期

2 傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征浅析[J];煤炭科技;2001年03期

3 石文球;特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征浅析[J];煤炭技术;2005年08期

4 张华兴,张刚艳,许延春;覆岩破坏裂缝探测技术的新进展[J];煤炭科学技术;2005年09期

5 檀双英;康永华;刘治国;张玉军;张刚艳;;祁东煤矿综采覆岩破坏特征[J];煤炭科学技术;2006年09期

6 葛英豪;肖建辉;刘文中;冯士安;;许疃煤矿8223工作面开采覆岩破坏特征的研究[J];煤矿安全;2009年03期

7 王金安;纪洪广;张燕;;不整合地层下开采覆岩移动变异性研究[J];煤炭学报;2010年08期

8 张玉军;;钻孔电视探测技术在煤层覆岩裂隙特征研究中的应用[J];煤矿开采;2011年03期

9 刘凯;;地面电磁法探测覆岩破坏的应用[J];科技资讯;2012年02期

10 沈永炬;黄远;;不同间距多煤层开采覆岩破坏特征的数值模拟[J];中国矿业;2012年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 金洪伟;许家林;朱卫兵;;覆岩移动的拱-梁组合结构模型的初步研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（1）[C];2009年

2 孙如华;李文平;李小琴;;叠加开采顶板覆岩变形破坏研究[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年

3 张庆松;高延法;刘松玉;;覆岩结构破坏度模型及其应用研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（下册）[C];2003年

4 杨逾;范学理;刘文生;赵德深;;覆岩离层注浆中注浆量的确定[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

5 李培现;谭志祥;闫丽丽;邓喀中;;采动覆岩裂隙发育数值模拟力学参数反演[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

6 刘昆轮;张传玖;;宽沟煤矿覆岩活动及应力演化的数值模拟研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2012年学术年会论文集[C];2012年

7 李刚;梁冰;;采场覆岩层渗流场形成机理及其应用[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（二）[C];2007年

8 易德礼;康永华;赵开全;;祁东煤矿高水压裂隙岩体综采覆岩破坏规律研究[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

9 杨居友;;覆岩(离层)注浆工程自动监测系统的研究[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年

10 耿养谋;;矿山开采覆岩应力拱演化规律研究[A];2009矿山灾害预防控制学术研讨会论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 于辉;近距离煤层开采覆岩结构运动及矿压显现规律研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

2 金志远;浅埋近距煤层重复扰动区覆岩导水裂隙发育规律及其控制[D];中国矿业大学;2015年

3 贾凯军;超高水材料袋式充填开采覆岩活动规律与控制研究[D];中国矿业大学;2015年

4 黄刚;罗河铁矿充填开采覆岩稳定性及地表沉降研究[D];北京科技大学;2016年

5 尹士献;构造应力场与采动应力场协同作用下对覆岩变形影响研究[D];河南理工大学;2015年

6 安百富;固体密实充填回收房式煤柱围岩稳定性控制研究[D];中国矿业大学;2016年

7 李西蒙;快速推进长壁工作面覆岩失稳运动的动态时空规律研究[D];中国矿业大学;2015年

8 冯美生;浅埋煤层采动覆岩破断规律研究[D];辽宁工程技术大学;2014年

9 刘世奇;厚煤层开采覆岩破坏规律及粘土隔水层采动失稳机理研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

10 吴士良;对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D];山东科技大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李东雷;深部采煤采动阶段覆岩运动规律及多因素耦合致灾机理研究[D];河北工程大学;2015年

2 周璇;采动条件下覆岩地电场响应特征研究[D];中国矿业大学;2015年

3 陈现辉;大同矿区双系煤层开采覆岩大范围运动规律及结构特征研究[D];中国矿业大学;2015年

4 郭金帅;大倾角综采面覆岩活动规律研究[D];中国矿业大学;2015年

5 程晋国;停采线侧村庄压煤采动覆岩隔离注浆充填钻孔布置的研究[D];中国矿业大学;2015年

6 刘星辉;覆岩结构大面积异常来压规律及岩石声发射预测机理探讨[D];山东农业大学;2015年

7 胡晓阳;基于异速生长理论的采动覆岩离层时空分布规律与沉陷模型研究[D];青岛理工大学;2015年

8 代沛;缓倾斜中厚煤层采动应力场时空演化及覆岩破裂规律[D];重庆大学;2015年

9 韩佩博;三维采动应力条件下煤层覆岩及底板裂隙场演化规律与瓦斯运移特征研究[D];重庆大学;2015年

10 刘家云;深部仰斜开采工作面覆岩变形破坏规律研究[D];太原理工大学;2016年

，

本文编号：1055089