背斜构造下采动裂隙场发育演化规律模拟试验研究

发布时间：2023-10-04 05:12

　　地层中由于构造运动或是采动不仅会造成应力重新分布,破坏煤系地层岩层的完整性,还会使岩层在背斜构造形成中产生的裂隙以及采动裂隙进一步发育延伸从而相互贯通,这在一定程度上为承压水和瓦斯等有害气体提供通道和储存空间,为了解决了煤矿井下突水、瓦斯灾害防治、采面高应力现象以及工作面的安全支护等问题,通过在背斜构造条件下,分析岩层中由于背斜构造形成中产生的裂隙及分布对回采工作面在推进中顶底板应力变化、顶板破断以及破坏结构等问题,通过结合理论、相似材料模拟以及软件模拟分析等方法,更为详细的研究背斜构造形成的过程中裂隙发育延伸及裂隙的分布规律,以及在背斜构造条件下采动裂隙的发育及空间分布和采场覆岩的破断结构在时空上的联系问题,其主要研究成果如下:(1)在相似模拟试验中可得:背斜构造形成的过程中过程中的宏观层面,在背斜轴部附近出现初始裂隙带,裂隙与水平夹角大致为55°～78°,当背斜构造继续运动时,将会在距离背斜轴部20～25 cm的范围内产生次级裂隙带,就裂隙的分布情况来看,初始裂隙带发育程度较大,且裂隙的贯通程度高,而背斜构造次级裂隙发育带中,在煤层底板裂隙产生的数量多,但是顶板中裂隙数量相对较少发...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 采场裂隙演化规律研究
        1.3.2 裂隙带的发育规律研究
        1.3.3 水流裂隙场研究现状
        1.3.4 研究存在的问题
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
    1.5 小结
第2章 覆岩应力分布规律分析及力学参数确定
    2.1 围岩变形结构分析
    2.2 采动应力及岩层裂隙发育规律分析
        2.2.1 采场应力分布规律研究
        2.2.2 顶板裂隙发育分析
        2.2.3 采场裂隙演化规律分析
    2.3 岩层力学参数的确定
    2.4 小结
第3章 顶底板裂隙发育特征相似模拟试验研究
    3.1 模拟条件以及参数的确定
        3.1.1 试验原理
        3.1.2 模拟设计条件
        3.1.3 模型用料配比
        3.1.4 仪器设备选择
        3.1.5 试验参数的确定
    3.2 模型设计制作
        3.2.1 试验准备
        3.2.2 模型制作
        3.2.3 三维测点的布置
    3.3 设计模拟方案实施
    3.4 背斜构造中裂隙发育分析
        3.4.1 裂隙分布规律分析
        3.4.2 底板应变数据分析
    3.5 煤层顶板破断及应力变化分析
        3.5.1 煤层顶板破断现象分析
        3.5.2 裂隙发育高度分析
        3.5.3 顶板下沉量分析
        3.5.4 煤层底板采动应变规律分析
    3.6 小结
第4章 背斜构造下采动应力分布规律数值模拟研究
    4.1 软件介绍
    4.2 建模及参数的选择
        4.2.1 模型几何参数的选择
        4.2.2 模型边界条件及载荷确定
    4.3 不同推进距离下应力云图的分布情况
    4.4 小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
作者简介



本文编号：3851387