本文選題：安全工程 + 帶壓開采��； 參考：《安全與環(huán)境學(xué)報》2015年04期

【摘要】：為研究承壓水壓與煤層陷落柱位置這兩種因素對陷落柱突水的影響,在分析固流耦合數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,利用數(shù)值模擬軟件FLAC3D,以雙柳礦地質(zhì)條件為背景,分別對3 MPa和5 MPa承壓水壓下開采上、下兩組煤4種情況進行模擬,分析陷落柱及其周邊圍巖的滲流-塑性破壞耦合場、應(yīng)力場和位移場的變化。結(jié)果表明:隨著工作面推進至接近陷落柱,工作面前方集中應(yīng)力場與柱體周邊應(yīng)力場發(fā)生耦合,并出現(xiàn)應(yīng)力集中,當水壓為5 MPa開采上組煤時應(yīng)力集中系數(shù)最大,最容易形成突水危險區(qū)域;當上組煤工作面距離陷落柱為30m時,陷落柱滲流場與集中應(yīng)力場開始連通,在開采下組煤時這一距離比上組煤擴大15~20 m;煤層底板隨工作面推進發(fā)生壓縮-膨脹周期變化,引起拉伸、剪切破壞。
[Abstract]:In order to study the influence of confined water pressure and coal seam collapse pillar position on collapse pillar water inrush, on the basis of analyzing the mathematical model of solid-current coupling, the numerical simulation software FLAC3D is used to set the geological conditions of Shuangliu Mine as the background. Under 3 MPA and 5 MPA pressure water pressure, respectively, four groups of coal were simulated, and the seepage plastic failure coupling field, stress field and displacement field of the collapse column and surrounding rock were analyzed. The results show that as the working face moves to near the collapse column, the stress concentration field in front of the face is coupled with the stress field around the cylinder, and the stress concentration factor is the largest when the water pressure is 5 MPA. It is easy to form the dangerous area of water inrush, when the distance between the coal face and the collapse pillar is 30 m, the seepage field of the collapse pillar and the concentration stress field begin to communicate. This distance is 1520 m longer than that of the upper group, and the coal floor changes with the advancing of the coal face, resulting in tensile and shear failure.
【作者單位】： 河南理工大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51374093,51104058) 教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金項目(20114116120005)
【分類號】：TD745

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 許進鵬;梁開武;徐新啟;;陷落柱形成的力學(xué)機理及數(shù)值模擬研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2008年01期

2 王家臣;楊勝利;;采動影響對陷落柱活化導(dǎo)水機理數(shù)值模擬研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2009年02期

3 李永軍;彭蘇萍;;華北煤田巖溶陷落柱分類及其特征[J];煤田地質(zhì)與勘探;2006年04期

4 張茂林;尹尚先;;華北型煤田陷落柱形成過程研究[J];煤田地質(zhì)與勘探;2007年06期

5 劉國林;尹尚先;王延斌;;華北型煤田巖溶陷落柱頂?shù)撞考羟衅茐耐凰Ｊ絒J];煤炭科學(xué)技術(shù);2007年02期

6 尹尚先,王尚旭;陷落柱影響采場圍巖破壞和底板突水的數(shù)值模擬分析[J];煤炭學(xué)報;2003年03期

7 尹尚先,武強,王尚旭;華北巖溶陷落柱突水的水文地質(zhì)及力學(xué)基礎(chǔ)[J];煤炭學(xué)報;2004年02期

8 宋彥琦;王興雨;程鵬;彭長劍;徐爽;;橢圓形陷落柱厚壁筒突水模式力學(xué)判據(jù)及數(shù)值模擬[J];煤炭學(xué)報;2011年03期

9 楊棟,趙陽升;裂隙狀采場底板固流耦合作用的數(shù)值模擬[J];煤炭學(xué)報;1998年01期

10 尹尚先,武強,王尚旭;華北煤礦區(qū)巖溶陷落柱特征及成因探討[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2004年01期

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馮啟言;楊天鴻;于慶磊;唐春安;冷雪峰;;基于滲流-損傷耦合分析的煤層底板突水過程的數(shù)值模擬[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2006年03期

2 朱萬成;魏晨慧;張福壯;楊天鴻;;流固耦合模型用于陷落柱突水的數(shù)值模擬研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2009年05期

3 馮樹國;王睿;;陷落柱在鉆探中的識別特征及其形成機理研究[J];北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2010年03期

4 黃志安;童海方;張英華;李示波;倪文;宋建國;邢奕;;采空區(qū)上覆巖層“三帶”的界定準則和仿真確定[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2006年07期

5 馬火林;張澤宇;潘和平;高志強;;煤層水平鉆孔探測陷落柱測井方法設(shè)計[J];長江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)理工卷;2010年03期

6 李飛;張智;曹志勇;李晶;;陷落柱地震波場特征分析[J];地球物理學(xué)進展;2009年03期

7 曹志勇;王偉;王峗;;煤層陷落柱散射波數(shù)值模擬與成像[J];地球物理學(xué)報;2012年05期

8 畢雅靜;王國艷;陳珊珊;;滕北礦區(qū)巖溶陷落柱發(fā)育規(guī)律探討[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2008年04期

9 蔡圖;朱炎銘;鐘和清;;開灤范各莊煤礦陷落柱發(fā)育特征分析[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2011年04期

10 孟輝;馬守君;李傳磊;;岱莊煤礦4325工作面陷落柱導(dǎo)水性研究[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年S1期

相關(guān)會議論文 前5條

1 劉德民;曹代勇;;華北型煤田陷落柱發(fā)育程度的模糊綜合評價研究[A];中國煤炭學(xué)會礦井地質(zhì)專業(yè)委員會2008年學(xué)術(shù)論壇文集[C];2008年

2 孟祥瑞;徐鋮輝;高召寧;王向前;;采場底板應(yīng)力分布及破壞機理[A];全國大型煤炭企業(yè)綜采技術(shù)發(fā)展成果集[C];2010年

3 馮現(xiàn)大;李樹忱;李術(shù)才;李利平;;礦井突水模型試驗頂板離層破斷數(shù)值模擬研究[A];第2屆全國工程安全與防護學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2010年

4 曹志勇;王偉;王峗;;煤層陷落柱散射波數(shù)值模擬與成像[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2012年度（第12屆）學(xué)術(shù)論文匯編——固體礦產(chǎn)資源研究室[C];2013年

5 李正立;王連國;侯化強;;考慮滲流應(yīng)力耦合關(guān)系的陷落柱突水機理研究[A];《地下空間與工程學(xué)報》vol.9 No.5[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭佳奇;巖溶隧道防突厚度及突水機制研究[D];北京交通大學(xué);2011年

2 趙忠明;小浪底庫區(qū)采空區(qū)穩(wěn)定性研究[D];河南理工大學(xué);2011年

3 王睿;煤層頂?shù)装逋凰刭|(zhì)力學(xué)條件及其危險性研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2011年

4 于小鴿;采場損傷底板破壞深度研究[D];山東科技大學(xué);2011年

5 尹立明;深部煤層開采底板突水機理基礎(chǔ)實驗研究[D];山東科技大學(xué);2011年

6 胡耀青;帶壓開采巖體力水學(xué)理論與應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2003年

7 李崇山;煤巷自燃非線性流固熱耦合研究[D];山東科技大學(xué);2004年

8 許進鵬;陷落柱活化導(dǎo)水機理研究[D];山東科技大學(xué);2006年

9 楊榮豐;地下徑流通道的形成、特征及其探測技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2006年

10 李子林;大采深條件下徐、奧灰突水機理及防治技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 梁波濤;天池礦井瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究與瓦斯預(yù)測[D];河南理工大學(xué);2010年

2 張偉杰;基于滲流—應(yīng)力耦合作用的裂隙型底板突水機理及危險性預(yù)測研究[D];山東科技大學(xué);2010年

3 楊寅靜;巖溶區(qū)隧道突水地質(zhì)災(zāi)害的臨界預(yù)警特征研究[D];北京交通大學(xué);2011年

4 姚念崗;運裕礦井瓦斯地質(zhì)規(guī)律與瓦斯預(yù)測[D];河南理工大學(xué);2011年

5 張書林;常村井田瓦斯賦存構(gòu)造控制特征與瓦斯預(yù)測[D];河南理工大學(xué);2011年

6 王濟洲;高溫高壓條件下煤層底板加固研究[D];河北工程大學(xué);2011年

7 施飛;重慶鋁土礦575主平窿巖溶地質(zhì)災(zāi)害研究[D];中南大學(xué);2010年

8 許繼影;袁店煤礦101、102采區(qū)10煤層開采底板灰?guī)r水防治關(guān)鍵技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2011年

9 陳善成;潘三煤礦西翼8煤水文地質(zhì)特征研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

10 徐鋮輝;不同巖性環(huán)境底板應(yīng)力場及變形破壞規(guī)律研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 司淑平,馬建民,胡德西;煤系地層陷落柱成因機理與分布規(guī)律研究[J];斷塊油氣田;2001年02期

2 楊起;中國煤的疊加變質(zhì)作用[J];地學(xué)前緣;1999年S1期

3 徐宏武,伯志革;礦井無線電波透視技術(shù)在任樓礦的應(yīng)用[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2000年S1期

4 洪雷;大同四臺井田巖溶陷落柱發(fā)育規(guī)律的研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2003年S1期

5 董興文;四川須家河煤組陷落柱的成因探討[J];煤炭工程師;1998年02期

6 張永雙,譚卓英,呂朋菊;華北型煤田巖溶陷落柱分類探討[J];煤炭工程師;1998年05期

7 張永雙,曲永新,劉國林,呂朋菊;華北型煤田巖溶陷落柱某些問題研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2000年01期

8 史俊德,連冬香,楊士臣;論巖溶塌陷問題[J];華北地質(zhì)礦產(chǎn)雜志;1998年03期

9 喬寶印;范各莊礦巖溶陷落柱發(fā)育規(guī)律及防治對策[J];河北煤炭;2003年03期

10 馬立同;葛泉礦陷落柱形成及發(fā)育規(guī)律淺析[J];河北煤炭;2003年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 胡耀青;帶壓開采巖體力水學(xué)理論與應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2003年

2 尹尚先;煤礦區(qū)突（涌）水系統(tǒng)分析模擬及應(yīng)用[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2002年

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李振華;徐高明;李見波;;我國陷落柱突水問題的研究現(xiàn)狀與展望[J];中國礦業(yè);2009年04期

2 朱萬成;魏晨慧;張福壯;楊天鴻;;流固耦合模型用于陷落柱突水的數(shù)值模擬研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2009年05期

3 王家臣;李見波;;預(yù)測陷落柱突水災(zāi)害的物理模型及理論判據(jù)[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2010年10期

4 王家臣;李見波;徐高明;;導(dǎo)水陷落柱突水模擬試驗臺研制及應(yīng)用[J];采礦與安全工程學(xué)報;2010年03期

5 邵文崗;;陷落柱突水的防治技術(shù)探析[J];山西焦煤科技;2013年08期

6 李亭;警惕陷落柱突水——陷落柱突水一例[J];河南煤炭;1982年02期

7 馮春學(xué);;底板隱伏陷落柱突水危險性的力學(xué)分析[J];能源技術(shù)與管理;2013年06期

8 李正立;王連國;侯化強;;考慮滲流應(yīng)力耦合關(guān)系的陷落柱突水機理研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2013年05期

9 李金凱,周萬芳;華北型煤礦床陷落柱突水水文地質(zhì)環(huán)境及預(yù)測[J];煤礦安全;1988年07期

10 李大敏;張集煤礦隱伏陷落柱突水快速治理[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2000年08期

相關(guān)會議論文 前3條

1 宋彥琦;張文琴;鄧超;;橢圓柱形礦井陷落柱突水機理與突水判據(jù)[A];第17屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2008年

2 李正立;王連國;侯化強;;考慮滲流應(yīng)力耦合關(guān)系的陷落柱突水機理研究[A];《地下空間與工程學(xué)報》vol.9 No.5[C];2013年

3 韓德品;閆述;陳立武;張有朝;彭中鑫;;TEM技術(shù)探測淹井后陷落柱突水通道[A];中國職業(yè)安全健康協(xié)會首屆年會暨職業(yè)安全健康論壇論文集[C];2004年

，

本文編號：2044264