本文關(guān)鍵詞：斷層導(dǎo)致底板突水的數(shù)值模擬分析

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【摘要】：隨著開采深度的增加,礦井突水現(xiàn)象日益嚴(yán)重,如安徽淮北桃園煤礦因為陷落柱導(dǎo)致突水而淹井,但大多數(shù)的突水事故是由于斷裂構(gòu)造引起的,突水事故帶來了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,因此研究斷層對底板突水的致災(zāi)影響,對于煤礦的水害預(yù)測和防治都具有重大的意義。 本文主要通過數(shù)值模擬手段對斷層導(dǎo)致底板突水的影響進(jìn)行分析,并進(jìn)一步提出對礦井突水的預(yù)測和防治措施。.論文的研究內(nèi)容及成果主要包括以下幾個方面： 1、總結(jié)了斷層與突水的關(guān)系。從斷層的形態(tài)、成因、導(dǎo)水特征、力學(xué)特征、性質(zhì)、水文地質(zhì)類型、裂隙帶應(yīng)力分布特征、裂隙帶應(yīng)力分布特征這8個方面對斷層進(jìn)行了簡略的分類；概括了礦井突水的水源,并介紹了斷層為導(dǎo)致煤礦突水的主要通道；分析了地下水對斷層面的作用；對斷層導(dǎo)致突水的類型進(jìn)行了劃分,并對斷層導(dǎo)致突水的特點進(jìn)行了總結(jié)。 2、采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件對導(dǎo)致斷層突水的主控因素進(jìn)行模擬,得出斷層傾角越小,斷距越大,落差越大,工作面至斷層恰好溝通工作面的斷煤交線的臨界距離越大。隨著工作面的推進(jìn),回采工作面距斷層越近；承壓水水壓越大；工作面寬度越大,越容易導(dǎo)致斷層的活化,越容易使采場和斷層導(dǎo)通而導(dǎo)致斷層突水事故的發(fā)生。 3、結(jié)合淮北劉橋二礦的地質(zhì)資料對含斷層工作面的突水危險性進(jìn)行預(yù)測,并且提出了斷層影響下防水煤柱的留設(shè)長度公式。
【關(guān)鍵詞】：采動巖體 斷層突水 承壓水 煤層底板 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-25
• 1.1 問題的提出及研究意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 底板突水理論研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 斷層突水機(jī)理研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 礦井涌水量的預(yù)測現(xiàn)狀18-20
• 1.2.4 防治水措施研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 存在的主要問題22-23
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容23
• 1.5 技術(shù)路線23-25
• 2 斷層產(chǎn)狀與突水類型25-34
• 2.1 斷層的基本要素及分類25-27
• 2.1.1 基本要素25-26
• 2.1.2 斷層的分類26-27
• 2.2 突水水源與斷層突水通道27-28
• 2.2.1 斷層突水的水源27
• 2.2.2 斷層突水的通道27-28
• 2.3 地下水對斷層的影響28-31
• 2.3.1 斷層擴(kuò)張作用28-29
• 2.3.2 裂隙擴(kuò)展29-31
• 2.3.3 水化作用31
• 2.4 斷層突水的原因31-32
• 2.4.1 斷層突水的內(nèi)因31
• 2.4.2 斷層突水的外因31-32
• 2.5 斷層突水類型和突水特點32-33
• 2.5.1 斷層的活化32
• 2.5.2 突水類型32-33
• 2.5.3 突水特點33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 3 采場底板斷層突水的數(shù)值模擬研究34-68
• 3.1 FLAC~(3D)模擬軟件簡介34-36
• 3.1.1 FLAC~(3D)模擬軟件34
• 3.1.2 流-固耦合數(shù)值計算方法34-36
• 3.2 數(shù)值計算方案36-38
• 3.2.1 基本假設(shè)36
• 3.2.2 模型的幾何形狀和邊界條件初始條件36-37
• 3.2.3 數(shù)值計算方法37-38
• 3.3 斷層產(chǎn)狀不同對底板突水的影響38-50
• 3.3.1 斷層傾角對底板突水的影響38-44
• 3.3.2 斷層斷距對底板突水的影響44-46
• 3.3.3 斷層落差對底板突水的影響46-48
• 3.3.4 正逆斷層對底板突水的影響48-50
• 3.4 工作面推進(jìn)長度對底板突水的影響50-58
• 3.4.1 模擬方法50
• 3.4.2 計算結(jié)果與分析50-58
• 3.5 臨近斷層時承壓水水壓對底板突水的影響58-62
• 3.6 工作面寬度對底板突水的影響62-66
• 3.6.1 模擬方法62
• 3.6.2 模擬結(jié)果與分析62-66
• 3.7 本章小結(jié)66-68
• 4 現(xiàn)場實測分析及斷層防水煤柱長度的確定68-86
• 4.1 工程概況68
• 4.2 FLAC~(3D)數(shù)值計算模型的建立68-70
• 4.2.1 建立網(wǎng)格68-69
• 4.2.2 邊界條件69-70
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析70-77
• 4.3.1 隨著煤層的回采斷層附近應(yīng)力云圖的分布規(guī)律71-73
• 4.3.2 隨著煤層的回采斷層附近位移云圖的分布規(guī)律73-75
• 4.3.3 隨著煤層的回采斷層附近塑性區(qū)的分布規(guī)律75-77
• 4.4 工程實測77-80
• 4.5 斷層防水煤柱長度的確定80-84
• 4.5.1 采場接近斷層時的分區(qū)80-81
• 4.5.2 斷層防水煤柱合理寬度的確定81-84
• 4.6 本章小結(jié)84-86
• 5 主要結(jié)論與展望86-88
• 5.1 主要結(jié)論86-87
• 5.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-93
• 致謝93-94
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1079538