多因素影响下断层活化致使底板突水数值模拟研究
本文选题:采动矿压 切入点:断层倾角 出处:《山东科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:煤炭资源是我国三大能源支柱之一,是经济发展和社会进步的重要命脉,安全高效开采煤炭资源是我国快速和谐发展的基本保障。而矿井底板水害长期以来是困扰矿井安全生产的主要灾害之一,给国家和人民带来了的经济损失和人身伤亡是极为惨重的。特别是近些年来,随着煤炭工业的迅速发展,煤炭资源开发生产深度的不断加大,采掘机械化程度及采掘速度不断提高,矿井对防治水害的要求也越来越高。在新的采掘条件下探索矿井水害防治新技术,对于实现煤矿现代化安全高效开采具有重要意义。本文结合理论分析,运用物探、数值模拟等方法对断层存在下多地质因素对底板突水的影响规律进行分析研究,得出采动条件下工作面应力、塑性破坏区、底板岩层位移及断层破碎带剪切应力等变化规律,对矿井工作面防治水具有借鉴意义。(1)分析采动矿压作用下采场围岩应力分布、底板裂隙发育、采空区底板破碎带深度、工作面前方煤壁破坏区等规律;分析断层构造、煤层倾角对底板突水的影响;分析断层活化的力学机制;分析含水层水压值对底板突水及断层活化的影响规律。(2)以华恒煤矿-800水平三采区32103工作面底板富水物探结果,通过钻孔对富水区域水压及水量进行验证,得出工作面底板富水具体信息。(3)结合32103工作面地质资料,采用Flac 3d软件进行数值模拟。分别对工作面分步推进、断层不同倾角、煤层不同倾角、含水层不同水压值等情况进行数值模拟分析,根据所得垂直应力云图、塑性区云图、孔隙压力云图、底板位移折线图及断层破碎带剪切应力变化折线图分析研究不同情况下工作面底板突水及断层活化规律。(4)结合理论分析与数值模拟,对32103工作面提出有效防治水措施。
[Abstract]:Coal resource is one of the three pillars of energy in our country, and it is an important lifeline of economic development and social progress. The safe and efficient exploitation of coal resources is the basic guarantee for the rapid and harmonious development of our country.The mine floor water disaster has been one of the main disasters which haunt the mine safety production for a long time, and has brought the country and the people the extremely heavy economic loss and the personal injury.Especially in recent years, with the rapid development of coal industry, the depth of coal resources development and production is increasing, the degree of mining mechanization and the speed of mining are increasing, and the requirements of mine to prevent and cure water hazards are becoming higher and higher.It is of great significance to explore the new technology of mine water disaster prevention and control under the new mining conditions, which is of great significance for the realization of modern, safe and efficient mining of coal mines.Combined with theoretical analysis, the influence of many geological factors on water inrush of floor is analyzed and studied by means of geophysical exploration and numerical simulation, and the stress and plastic failure zone of working face under mining condition are obtained.The variation law of floor rock displacement and shear stress in fault fracture zone is of reference significance for mine face water prevention and control.) the stress distribution of surrounding rock, the development of floor fissure, and the depth of floor broken zone in goaf are analyzed under the action of mining pressure.The failure zone of coal wall in front of working face is analyzed, the influence of fault structure and seam inclination on water inrush from floor is analyzed, the mechanics mechanism of fault activation is analyzed.The concrete information of water enrichment on the floor of working face is obtained. Combined with the geological data of 32103 working face, the numerical simulation is carried out by Flac 3D software.Numerical simulation and analysis were carried out on the working face, such as step by step advance, fault dip angle, coal seam dip angle, aquifer water pressure value, etc., according to the obtained vertical stress cloud map, plastic zone cloud map, pore pressure cloud map, etc.Analysis and Research on the broken Line Diagram of floor displacement and the change of Shear stress in fracture Zone; combined with theoretical analysis and numerical simulation, effective water control measures are put forward for 32103 working face.
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD745
【参考文献】
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,本文编号:1709722
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