近距离煤层开采覆岩运动及台阶断层活化规律研究
发布时间：2020-12-14 04:57
本文以柴里煤矿实际地质情况为出发点,采用理论分析、相似材料模拟试验及数值模拟等研究手段,并考虑底板承压水的作用,对临近台阶断层区域近距离煤层下行开采过程中的覆岩运动、顶底板应力变化以及台阶断层的活化规律等进行了研究,得出的主要成果或结论如下:(1)通过弹塑性力学分析,构建了覆岩垮落、煤层底板突水、断层活化等力学模型,得到底板突水和断层活化的判据,并求得上部煤层和下部煤层的极限破断水压和底板破坏深度,结果表明,下部煤层由于受到上部煤层开采扰动,其底板破坏深度进一步增加,剪切及拉伸极限水压值均小于上部煤层。(2)通过相似材料模拟试验,发现覆岩垮落结构可细分为“悬臂梁、砌体梁、过渡结构”三类,其垮落形式也对应有三种;针对柴里煤矿近距离煤层开采,下部煤层覆岩垮落呈现出“随挖随垮”、“无明显周期来压”、“很难形成梁式结构”的特点,这与上部煤层覆岩垮落区别明显。(3)对断层研究发现,由于断层的“屏障”及“吸附”作用,顶板集中应力很难越过断层,故越靠近断层,应力集中程度越明显;与上部煤层开挖相比,下部煤层开挖的垮落步距变小,支承压力亦远小于上部煤层。(4)数值模拟研究表明,支承压力与含水层水压成正比...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术研宄路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
落及底板突水力学分析??离煤层开采覆岩力学分析??近距离煤层开采时，针对多数采用的下行开采方法，在首先时，其覆岩运动规律与普通的单煤层开采运移规律一致，但开采时，其必然受到上部己采煤层形成的采空区的影响，就而言，两层煤之间的夹层为完整岩层，而处于夹层之上的岩因此在进行下部煤层开采时，夹层与上部垮落岩层之间的相层开挖后的整体覆岩运移具有十分重要的影响作用，在此就展开简单的力学分析。??体的整体与否性以及相关文献１７４＿７５］参考，可将夹层即处于较为＂块体”，将上部垮落岩体即处于采空区上部的岩体视为＂松模型可见图２．１，同时并构建“块体”结构模型，可见图２．２。??
落及底板突水力学分析??离煤层开采覆岩力学分析??近距离煤层开采时，针对多数采用的下行开采方法，在首先时，其覆岩运动规律与普通的单煤层开采运移规律一致，但开采时，其必然受到上部己采煤层形成的采空区的影响，就而言，两层煤之间的夹层为完整岩层，而处于夹层之上的岩因此在进行下部煤层开采时，夹层与上部垮落岩层之间的相层开挖后的整体覆岩运移具有十分重要的影响作用，在此就展开简单的力学分析。??体的整体与否性以及相关文献１７４＿７５］参考，可将夹层即处于较为＂块体”，将上部垮落岩体即处于采空区上部的岩体视为＂松模型可见图２．１，同时并构建“块体”结构模型，可见图２．２。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]顶煤预制裂隙定向水力压裂数值模拟研究[J]. 吕华永,张亚宁,刘飞. 煤炭工程. 2017(10)
[2]大倾角断层下煤层开采诱发顶底板及附近含水层应力变化规律的试验研究[J]. 张培森,赵亚鹏,张明光,武守鑫,马如庆,阚忠辉. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]近距离煤层群下位煤层巷道布置优化研究[J]. 孟浩. 煤炭科学技术. 2016(12)
[4]承压水上采场底板应力场分布及隔水层破断机理[J]. 师皓宇,石建军,田多,许海涛. 煤炭科学技术. 2016(11)
[5]近距离煤层群上行开采矿压多元控制技术[J]. 岳军文. 煤矿安全. 2016(08)
[6]采动条件下断层活化失稳特性分析[J]. 王永政. 能源技术与管理. 2016(03)
[7]断层活化导致顶板突水机理浅析[J]. 张磊,于飞,陶可. 山东煤炭科技. 2016(05)
[8]深部高应力煤层卸压开采相似材料模拟试验[J]. 梁冰,王庆龙,陈宫. 安全与环境学报. 2016(01)
[9]固液耦合模式下含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及断层活化突水机制研究[J]. 张培森,颜伟,张文泉,SHEN Baotang,王浩. 岩土工程学报. 2016(05)
[10]华北型煤田深部开采底板“分时段分带突破”突水机理[J]. 赵庆彪,赵昕楠,武强,刘长武,王希良. 煤炭学报. 2015(07)
硕士论文
[1]承压水上采煤底板破坏规律及突水预测研究[D]. 杜伟升.河南理工大学 2015
[2]近距离煤层群下煤层回采巷道布置及围岩控制技术研究[D]. 刘宗柱.中国矿业大学 2014
[3]承压水上开采底板突水损伤断裂力学机制研究[D]. 巴鹏宇.安徽理工大学 2013
[4]极近距离煤层回采巷道布置方式及围岩控制技术研究[D]. 段晓博.太原理工大学 2013
[5]断层组合对底板突水的影响及其防治研究[D]. 于志鹏.山东科技大学 2011
本文编号：2915860
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１技术研宄路线图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ??
落及底板突水力学分析??离煤层开采覆岩力学分析??近距离煤层开采时，针对多数采用的下行开采方法，在首先时，其覆岩运动规律与普通的单煤层开采运移规律一致，但开采时，其必然受到上部己采煤层形成的采空区的影响，就而言，两层煤之间的夹层为完整岩层，而处于夹层之上的岩因此在进行下部煤层开采时，夹层与上部垮落岩层之间的相层开挖后的整体覆岩运移具有十分重要的影响作用，在此就展开简单的力学分析。??体的整体与否性以及相关文献１７４＿７５］参考，可将夹层即处于较为＂块体”，将上部垮落岩体即处于采空区上部的岩体视为＂松模型可见图２．１，同时并构建“块体”结构模型，可见图２．２。??
落及底板突水力学分析??离煤层开采覆岩力学分析??近距离煤层开采时，针对多数采用的下行开采方法，在首先时，其覆岩运动规律与普通的单煤层开采运移规律一致，但开采时，其必然受到上部己采煤层形成的采空区的影响，就而言，两层煤之间的夹层为完整岩层，而处于夹层之上的岩因此在进行下部煤层开采时，夹层与上部垮落岩层之间的相层开挖后的整体覆岩运移具有十分重要的影响作用，在此就展开简单的力学分析。??体的整体与否性以及相关文献１７４＿７５］参考，可将夹层即处于较为＂块体”，将上部垮落岩体即处于采空区上部的岩体视为＂松模型可见图２．１，同时并构建“块体”结构模型，可见图２．２。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]顶煤预制裂隙定向水力压裂数值模拟研究[J]. 吕华永,张亚宁,刘飞. 煤炭工程. 2017(10)
[2]大倾角断层下煤层开采诱发顶底板及附近含水层应力变化规律的试验研究[J]. 张培森,赵亚鹏,张明光,武守鑫,马如庆,阚忠辉. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]近距离煤层群下位煤层巷道布置优化研究[J]. 孟浩. 煤炭科学技术. 2016(12)
[4]承压水上采场底板应力场分布及隔水层破断机理[J]. 师皓宇,石建军,田多,许海涛. 煤炭科学技术. 2016(11)
[5]近距离煤层群上行开采矿压多元控制技术[J]. 岳军文. 煤矿安全. 2016(08)
[6]采动条件下断层活化失稳特性分析[J]. 王永政. 能源技术与管理. 2016(03)
[7]断层活化导致顶板突水机理浅析[J]. 张磊,于飞,陶可. 山东煤炭科技. 2016(05)
[8]深部高应力煤层卸压开采相似材料模拟试验[J]. 梁冰,王庆龙,陈宫. 安全与环境学报. 2016(01)
[9]固液耦合模式下含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及断层活化突水机制研究[J]. 张培森,颜伟,张文泉,SHEN Baotang,王浩. 岩土工程学报. 2016(05)
[10]华北型煤田深部开采底板“分时段分带突破”突水机理[J]. 赵庆彪,赵昕楠,武强,刘长武,王希良. 煤炭学报. 2015(07)
硕士论文
[1]承压水上采煤底板破坏规律及突水预测研究[D]. 杜伟升.河南理工大学 2015
[2]近距离煤层群下煤层回采巷道布置及围岩控制技术研究[D]. 刘宗柱.中国矿业大学 2014
[3]承压水上开采底板突水损伤断裂力学机制研究[D]. 巴鹏宇.安徽理工大学 2013
[4]极近距离煤层回采巷道布置方式及围岩控制技术研究[D]. 段晓博.太原理工大学 2013
[5]断层组合对底板突水的影响及其防治研究[D]. 于志鹏.山东科技大学 2011
本文编号：2915860
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