發(fā)布時(shí)間：2020-08-06 17:24

【摘要】：本文在理論分析基礎(chǔ)上,對(duì)于帶有斷層的工作面在不同開(kāi)采順序的條件下進(jìn)行斷層活化突水機(jī)理與規(guī)律的分析,對(duì)工作面塑性區(qū)破壞、工作面底板和斷層之間的相互影響進(jìn)行分析,對(duì)于做好礦山水害的預(yù)防與治理工作,科學(xué)合理安全高效地開(kāi)采煤炭資源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合基礎(chǔ)斷層理論、物理探測(cè)技術(shù)、FLAC3D數(shù)值模擬等方法,對(duì)含有斷層的工作面在區(qū)段開(kāi)采順序,斷層上下盤(pán)開(kāi)采順序,煤層上下行開(kāi)采順序和前進(jìn)式后退式開(kāi)采順序的等多種情況下進(jìn)行底板應(yīng)力、塑性區(qū)破壞、滲流特征及頂?shù)装鍘r層位移變化、斷層破碎帶剪切應(yīng)力變化展開(kāi)研究,主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:從斷層基本特征入手,基于斷層的基本力學(xué)性質(zhì),建立斷層的力學(xué)模型,分析了斷層活化的力學(xué)機(jī)制,從理論上得出了斷層自身導(dǎo)水性能的差異,研究采動(dòng)礦壓影響下底板巖層應(yīng)力、破壞區(qū)的發(fā)展機(jī)理,以及承壓水壓力對(duì)斷層的擴(kuò)張作用、水楔作用及浸泡崩解作用,闡述了斷層活化突水的基本機(jī)理。建立采動(dòng)條件下沿工作面推的流固耦合計(jì)算模型,在地質(zhì)條件相同的情況下,開(kāi)采順序不同的情況下,對(duì)比分析推進(jìn)過(guò)程中工作面底板應(yīng)力變化、塑性破壞、滲流特征及頂?shù)装逦灰谱兓?斷層破碎帶剪切應(yīng)力變化,研究開(kāi)采順序影響下斷層的突水規(guī)律。根據(jù)31515工作面具體水文地質(zhì)條件及斷層存在狀況,使用PROTEM系列瞬變電磁儀器,探測(cè)了 31515工作面底板富水性,通過(guò)解釋觀測(cè)數(shù)據(jù),得到31515工作面底板巖層含水性視電阻率斷面圖,并劃分出了底板徐灰含水異常區(qū)。最后,驗(yàn)證31515工作面底板異常區(qū),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作面物探結(jié)果及數(shù)值模擬結(jié)論,并考慮工作面具體的水文地質(zhì)信息,對(duì)31515工作面提出留設(shè)防水安全煤柱及巷道內(nèi)疏水降壓等一系列針對(duì)性的防治水措施。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TD745
【圖文】：

序煤層上下行開(kāi)采順序等情況下所出現(xiàn)的斷層構(gòu)造，分析工作面底、塑性破壞、滲流特征及底板位移變化，研宄先后開(kāi)采順序?qū)鄬�。逡逑（３）根�?jù)３１５１５工作面具體水文地質(zhì)信息及斷層存在狀況，使用ＰＲＯ瞬變電磁儀器，對(duì)３１５１５工作面進(jìn)行底板富水性探測(cè)，通過(guò)解釋獲并劃出底板徐灰含水異常區(qū)域。逡逑（４）驗(yàn)證３１５１５工作面底板異常區(qū)域，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作面物探結(jié)果及論，并考慮３１５１５工作面實(shí)際的水文地質(zhì)信息，對(duì)３１５１５采煤工作列針對(duì)性的防水措施。逡逑研究方法及技術(shù)路線逡逑本文分別集合理論與作用機(jī)制研宄分析采煤工作面底板突水規(guī)律，擬推演對(duì)斷層對(duì)工作面突水?dāng)?shù)值模擬及防治進(jìn)行系統(tǒng)的研究。具體如圖１．１所示。逡逑｜開(kāi)采順序?qū)Σ蓤?chǎng)斷層活化突水影響模擬研宄｜逡逑

圖２．１斷層活化力學(xué)計(jì)算模型逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋Ｆａｕｌｔ邋ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ逡逑如圖２．１為斷層活化力學(xué)模型，將斷層上盤(pán)、下盤(pán)看作為均勻的彈性介質(zhì)，逡逑１２逡逑

）斷層面內(nèi)聚力ｃ越大，ＨＩＥ越大，由此可推出，鑒于壓性斷層內(nèi)聚力大，壓性斷層一般不易產(chǎn)生活化，但逆斷層是壓性比逆斷層更容易產(chǎn)生活化，也就是說(shuō)逆斷層在突水性質(zhì)上劣礦壓對(duì)底板巖層破壞機(jī)理分析逡逑）采動(dòng)礦壓作用影響下采場(chǎng)附近的應(yīng)力分布逡逑面開(kāi)挖過(guò)程中，原巖應(yīng)力會(huì)重新分布，使采場(chǎng)周?chē)娜蚴艿臓顟B(tài)，由于開(kāi)采后采空區(qū)頂板巖體成為承重的巖層，承受移在工作面前后方和兩側(cè)的煤體上，導(dǎo)致采場(chǎng)周?chē)罕诋a(chǎn)生以在采空區(qū)的下方底板形成卸壓區(qū)，如圖２．２所示。工作面中兩側(cè)煤體及采空區(qū)冒落的矸石上垂直支承壓力稱(chēng)為前支承壓后支承壓力。根據(jù)各學(xué)者的研宄成果可以得知［１４］，前支承壓２０－２５ｍ，從煤壁到工作面支承壓力峰值距離為０－１５ｍ，側(cè)邊是１５－２０ｍ。逡逑

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本文編號(hào)：2782729