向斜轴区域采场围岩破裂特征及其与微震活动的相关性研究
发布时间：2021-06-22 18:10
在我国,随着浅部资源的逐渐消失,地下开采的比例越来越大。而随着开采深度的不断增加,地应力水平不断增高,开采的安全性越来越差。尤其是随着重点矿区进入深部特殊构造区域开采,以冲击地压、矿震等为代表的动力灾害,无论是发生的频率,还是发生的规模以及危害程度都明显加剧。目前,在深部开采过程中,冲击地压等动力灾害的孕育机制和诱发机理亟需进一步探明,尤其在地质构造影响区,动力灾害的致灾过程和致灾条件更加复杂和多变。初步研究表明,向斜轴区域煤层开采过程中,受高构造应力的影响,强矿震、冲击地压等动力灾害发生得更加频繁且破坏性更强。甘肃省砚北煤矿区域地质构造复杂,冲击地压现象显著,2502采区的02工作面位于砚北煤矿向斜轴区域,回采过程中诱发多起强矿震和冲击地压事件。以此为工程背景,针对砚北煤矿向斜轴区域高构造应力环境,围绕矿震孕育载体“围岩特征区”,通过地应力测量、地应力场反演、相似材料模拟试验、理论分析及岩石力学实验等技术手段,初步研究了向斜轴区域采场围岩破裂特征及其与微震活动的相关性,得到以下主要结论:（1）获得了砚北煤矿向斜轴区域的应力场特征及其采动应力演化规律。砚北煤矿250202工作面所处向斜...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１研究技术路线??
?北京科技大学博士学位论文???之内未发现大的断裂构造及岩浆活动迹象。华亭煤田内包括白草峪井田（华??亭煤矿）和砚北井田（砚北煤矿），白草峪井田位于华亭复式向斜的中西部，??砚北井田位于向斜南延部分的东翼，两井田内基本构造形态有单斜、背斜和??向斜，如图３－１所示。??华砚矿区位于华亭煤田东北部，华亭县城西北，行政区划属华亭县砚峡??乡、东华镇及策底乡管辖，地理坐标：东经１０６°３６＇３１〃－１０６°４０力８〃，北纬??３５°１３４６〃－３５°１６＇５４〃。华砚煤矿工业场地位于华亭县城东部，距华亭县城??２．００ｋｍ。其范围北以山寨矿井相邻；东以各个乡镇小煤矿深部最低境界为界；??西与陈家沟煤矿相邻；南部与华亭县城保护煤柱为界。矿井南北走向长??５．６８ｋｍ，东西宽?４．１５ｋｍ，面积约?２３．５９ｋｍ２。??所研华砚矿区海拔高度大致在１４３０￣１６８０米，地形总体上是西高东低、??北高南低。砚北煤矿基本构造形态从北到南为单斜、背斜和向斜、单斜等。??区内尚未发现断层和岩浆岩。煤炭资源条件优越，井田含煤地层为侏罗系延??安组，共５层，１、２、４层煤不可采，其中煤５层赋存稳定，平均厚度在３０？４０??米。井田中东部向斜西翼倾角１１￣１６度，东翼倾角１５？３０度，砚北煤矿２５０２０２??工作面处于向斜轴影响区域，工作面与向斜轴相交随后经过向斜轴西翼。??图３－１华亭矿区构造示意图??３．１．１地应力测置原理??从经济和技术等角度考虑，华亭煤矿的地应力测量宜采用目前己经发展??较为成熟的应力解除法进行。??本次地应力测量工程所采用的地应力测量系统为北京科技大学蔡美峰教??－１７－??
?向斜轴区域采场围岩破裂特征及其与微震活动的相关性研宄???授课题组所研制的孔壁变形法之空心包体应变计法，应力计结构如图３－２所??示。该方法可以更大程度上消除测量中由于温度等环境因素所产生的误差。??ｒ￣?—?—?—■?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?＿＿＿?—?＿＿＿?—?＿?—?＿?—?＿?＿?—?｜??Ｉ?＞２－１４?Ｊ－?（Ｌ?８?ＪＬ?＾?１２?１３?１４?１５?＊??？?＼?ｔ?ｔ?Ｖ?＼?ＸＸ、、ｈＡ＇、＼＇?又?■??■?＾?ｎ，?＾＾／．：二二：：：：：：：：：：…＇＾＂／?／?／＂＇?ｆ?ｆ?ｆ?／?ｆ?ｆ?ｎ?／?／?Ｔｘ?■??？?ｔｉｌ?????＾７?〇?＂Ｖ?｜??展?丨??Ｂ?Ｂ?Ｂ?ＨＢ?ＭＭ?ｍｍ?ｍｍｍ?ｓｂ?ｍｂ?ａｓ?ｓ?ｍｍ?ｍａｍ?＾?ｉ＾ｂ?ｍｂ?ｍｂ?＾ｍｍｍ?ｍｂ?ｍｍ?＾?＿??１－安装杆；２－定向器导线；３－定向器；４－读数电缆；５－定向销；６－密封圈；７－环氧树脂筒；??８－空腔；内装粘胶剂；９－固定销；１０－应力计与孔壁之间的空隙；１１－柱塞；??１２－岩石钻孔；１３－出胶孔；１５－密封圈；１５－导向头；１６－应变花。??图３－２?ＫＸ－８１型空心包体三轴地应力计结构示意图??测量原始地应力场就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动??的三维应力状态。这种测量通常是通过一点一点的量测来完成的。??在三维应力场中，根据现代弹性理论可以精确计算出一个无限体中的钻??孔表面及周围的应力分布。在应力解除测量得到钻孔表面应变的基础上，由??胡克定律即可求出钻孔表面的应力，进而确定钻孔处的原岩应力状态。??岩体
本文编号：3243302
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１研究技术路线??
?北京科技大学博士学位论文???之内未发现大的断裂构造及岩浆活动迹象。华亭煤田内包括白草峪井田（华??亭煤矿）和砚北井田（砚北煤矿），白草峪井田位于华亭复式向斜的中西部，??砚北井田位于向斜南延部分的东翼，两井田内基本构造形态有单斜、背斜和??向斜，如图３－１所示。??华砚矿区位于华亭煤田东北部，华亭县城西北，行政区划属华亭县砚峡??乡、东华镇及策底乡管辖，地理坐标：东经１０６°３６＇３１〃－１０６°４０力８〃，北纬??３５°１３４６〃－３５°１６＇５４〃。华砚煤矿工业场地位于华亭县城东部，距华亭县城??２．００ｋｍ。其范围北以山寨矿井相邻；东以各个乡镇小煤矿深部最低境界为界；??西与陈家沟煤矿相邻；南部与华亭县城保护煤柱为界。矿井南北走向长??５．６８ｋｍ，东西宽?４．１５ｋｍ，面积约?２３．５９ｋｍ２。??所研华砚矿区海拔高度大致在１４３０￣１６８０米，地形总体上是西高东低、??北高南低。砚北煤矿基本构造形态从北到南为单斜、背斜和向斜、单斜等。??区内尚未发现断层和岩浆岩。煤炭资源条件优越，井田含煤地层为侏罗系延??安组，共５层，１、２、４层煤不可采，其中煤５层赋存稳定，平均厚度在３０？４０??米。井田中东部向斜西翼倾角１１￣１６度，东翼倾角１５？３０度，砚北煤矿２５０２０２??工作面处于向斜轴影响区域，工作面与向斜轴相交随后经过向斜轴西翼。??图３－１华亭矿区构造示意图??３．１．１地应力测置原理??从经济和技术等角度考虑，华亭煤矿的地应力测量宜采用目前己经发展??较为成熟的应力解除法进行。??本次地应力测量工程所采用的地应力测量系统为北京科技大学蔡美峰教??－１７－??
?向斜轴区域采场围岩破裂特征及其与微震活动的相关性研宄???授课题组所研制的孔壁变形法之空心包体应变计法，应力计结构如图３－２所??示。该方法可以更大程度上消除测量中由于温度等环境因素所产生的误差。??ｒ￣?—?—?—■?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?＿＿＿?—?＿＿＿?—?＿?—?＿?—?＿?＿?—?｜??Ｉ?＞２－１４?Ｊ－?（Ｌ?８?ＪＬ?＾?１２?１３?１４?１５?＊??？?＼?ｔ?ｔ?Ｖ?＼?ＸＸ、、ｈＡ＇、＼＇?又?■??■?＾?ｎ，?＾＾／．：二二：：：：：：：：：：…＇＾＂／?／?／＂＇?ｆ?ｆ?ｆ?／?ｆ?ｆ?ｎ?／?／?Ｔｘ?■??？?ｔｉｌ?????＾７?〇?＂Ｖ?｜??展?丨??Ｂ?Ｂ?Ｂ?ＨＢ?ＭＭ?ｍｍ?ｍｍｍ?ｓｂ?ｍｂ?ａｓ?ｓ?ｍｍ?ｍａｍ?＾?ｉ＾ｂ?ｍｂ?ｍｂ?＾ｍｍｍ?ｍｂ?ｍｍ?＾?＿??１－安装杆；２－定向器导线；３－定向器；４－读数电缆；５－定向销；６－密封圈；７－环氧树脂筒；??８－空腔；内装粘胶剂；９－固定销；１０－应力计与孔壁之间的空隙；１１－柱塞；??１２－岩石钻孔；１３－出胶孔；１５－密封圈；１５－导向头；１６－应变花。??图３－２?ＫＸ－８１型空心包体三轴地应力计结构示意图??测量原始地应力场就是确定存在于拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动??的三维应力状态。这种测量通常是通过一点一点的量测来完成的。??在三维应力场中，根据现代弹性理论可以精确计算出一个无限体中的钻??孔表面及周围的应力分布。在应力解除测量得到钻孔表面应变的基础上，由??胡克定律即可求出钻孔表面的应力，进而确定钻孔处的原岩应力状态。??岩体
本文编号：3243302
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3243302.html
