隐伏陷落柱导水裂隙带高度研究

发布时间：2017-12-12 01:20

  本文关键词：隐伏陷落柱导水裂隙带高度研究

  更多相关文章： 陷落柱导水裂隙带 数值模拟 相似模拟实验 预测指标

【摘要】：陷落柱是我国华北型煤田发育的一种特殊地质体,导水陷落柱具有难探测、突水量大、治理困难等特点,是我国华北型煤田安全开采的严重威胁。本论文通过数学推导、数值模拟、相似模拟实验并结合实际工程对陷落柱导水裂隙带进行了详细的研究。通过将陷落柱顶板视为薄板模型,用数学推导结合岩梁理论的思想,推导得出了陷落柱顶板垮落和剪落的极限半径。分析解释了陷落柱半径、岩层厚度、弹性模量和挠度之间的相互影响关系。当陷落柱垮落接触下方岩层时,将其视为文科勒基础板模型,通过推导得出了挠度和应力的表达式,并得出了地基系数和陷落柱导水裂隙带的关系式。通过分析陷落柱突水的前兆,选取了水压、水温、水质和煤变质等效应作为预测是否为陷落柱突水的指标,并从理论上论证了这些指标的可行性。用FLAC3d软件模拟了采动对陷落柱应力分布和塑性区域的影响,得出回采工作面斜下方的塑性破坏最先与陷落柱的塑性区域相接,角度约为45度,这不仅解释为了隐伏陷落柱之后突水的机理还提醒我们探放水要向工作面斜下方45度打钻,更容易探测到陷落柱。相似模拟实验表明,随着回采的进行,陷落柱的浸润曲线会不断扩大,并且陷落柱顶部和底部的浸润范围大于中部,从一定程度上可以解释陷落柱滞后突水的现象。
【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD745

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本文编号：1280649