本文關(guān)鍵詞：帶壓開采下底板滲流與應(yīng)力耦合破壞突水機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，隨著董家河煤礦開采深度的增加，開采環(huán)境日趨復(fù)雜，水壓、地應(yīng)力等不斷增大，太原組下部煤層開采受到奧陶紀(jì)灰?guī)r承壓水的威脅將更加突出，如何有效預(yù)防和控制底板奧灰?guī)r溶水害問題已變得十分迫切和重要。本文圍繞帶壓開采條件下煤層底板突水的影響因素分析、采動支承壓力數(shù)學(xué)模型的建立、流固耦合數(shù)值模型的建立、底板注漿改造工程設(shè)計依據(jù)等科學(xué)問題，綜合運用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場測試及實驗室試驗等技術(shù)途徑，對滲流與應(yīng)力耦合作用下底板采動破壞特征及突水機理展開了全面系統(tǒng)的研究，并取得了如下成果： （1）在分析董家河煤礦工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及以往突水資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了影響董家河煤礦5號煤層底板突水的主要因素，即奧灰?guī)r含水層水頭高度、含水層富水性、底板隔水層巖性、巖層組合特征、地質(zhì)構(gòu)造以及礦山壓力等，董家河煤礦5號煤層底板突水是這些因素共同作用的結(jié)果，在這些影響因素中，地質(zhì)構(gòu)造和奧灰水頭高度是主導(dǎo)因素、奧灰?guī)r的富水性以及底板隔水層的組合特性是客觀因素、采動礦壓是促進因素、工作面的傾斜長度及開采面積是工程主觀因素。 （2）利用本文的理論分析方法，把理論與現(xiàn)場實測相結(jié)合，對董家河煤礦5號煤層底板巖體受采動影響的局部深度進行現(xiàn)場實測，，得到了帶壓開采條件下煤層底板采動破壞深度，實現(xiàn)了用理論方法解決現(xiàn)場實測的關(guān)鍵性技術(shù)問題。 （3）采用巖石損傷破裂過程滲流與應(yīng)力耦合分析系統(tǒng)F-RFPA2D，建立了滲流場與應(yīng)力場耦合作用下董家河煤礦5號煤層底板巖層結(jié)構(gòu)數(shù)值模型，對底板采動應(yīng)力與滲流影響進行數(shù)值模擬分析，揭示了煤層底板隔水層的采動破壞特征、應(yīng)力分布及滲流特征，為深入研究董家河煤礦5號煤層底板突水規(guī)律提供了科學(xué)依據(jù)。 （4）通過本文的系統(tǒng)分析，將研究成果應(yīng)用于董家河煤礦5號煤層22507工作面底板注漿加固改造工程中，采用流固耦合數(shù)值分析于底板水害防治技術(shù)實踐，并結(jié)合模擬結(jié)果提出煤層底板注漿加固改造技術(shù)措施，實現(xiàn)了工作面安全回采，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，為今后董家河煤礦乃至澄合礦區(qū)太原組下部5號煤層底板奧灰?guī)r溶水害預(yù)測和預(yù)防提供了寶貴經(jīng)驗。
【關(guān)鍵詞】：帶壓開采 滲流與應(yīng)力 耦合分析 突水機理 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 論文選題的背景和意義9-10
• 1.1.1 選題的背景9-10
• 1.1.2 選題研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及評述10-20
• 1.2.1 底板突水機理理論研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.2 底板突水模擬試驗研究現(xiàn)狀16
• 1.2.3 巖體滲流與應(yīng)力耦合理論研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.4 底板突水預(yù)測預(yù)報技術(shù)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 本文的主要工作20-22
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 技術(shù)路線21-22
• 2 煤層底板突水影響因素分析22-31
• 2.1 底板含水層水頭高度22-25
• 2.1.1 水壓作用機理22-24
• 2.1.2 底板突水的基本條件24-25
• 2.2 底板含水層的富水性25
• 2.3 底板隔水巖層性質(zhì)及其組合特征25-27
• 2.3.1 底板隔水層阻抗水能力25-26
• 2.3.2 底板隔水巖層組合特征26-27
• 2.4 地質(zhì)構(gòu)造27-28
• 2.5 礦山壓力28-29
• 2.6 開采條件29-30
• 2.6.1 底板突水與工作面傾斜長度的關(guān)系29
• 2.6.2 底板突水與開采面積的關(guān)系29-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 3 帶壓開采下底板采動應(yīng)力耦合作用機制研究31-52
• 3.1 煤體變形破壞特征及彈塑性應(yīng)變軟化模型的建立31-34
• 3.1.1 煤體變形破壞特征31-32
• 3.1.2 煤體彈塑性應(yīng)變軟化模型的建立32-34
• 3.2 煤層底板支承壓力分布規(guī)律及力學(xué)分析34-43
• 3.2.1 支承壓力分布的一般規(guī)律性34
• 3.2.2 底板支承壓力分布的力學(xué)模型34-43
• 3.3 帶壓開采下底板采動破壞塑性力學(xué)分析43-51
• 3.3.1 極限平衡微分方程的建立43-45
• 3.3.2 滑移線方程及其應(yīng)力關(guān)系式45-46
• 3.3.3 應(yīng)力邊界條件46-47
• 3.3.4 底板采動破壞形態(tài)及破壞深度分析47-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 4 煤層底板采動破壞特征的滲流與應(yīng)力耦合數(shù)值分析52-61
• 4.1 數(shù)值計算基本方程及計算程序簡介52
• 4.2 數(shù)值計算模型的建立52-55
• 4.3 數(shù)值模擬計算結(jié)果55-59
• 4.3.1 底板裂隙擴展及分布的動態(tài)演變特征55-56
• 4.3.2 底板采動應(yīng)力分布規(guī)律56-58
• 4.3.3 底板滲流特征分析58-59
• 4.4 結(jié)果分析討論59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 5 董家河煤礦 5 號煤層帶壓開采對策研究61-73
• 5.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件61
• 5.2 煤層底板改造層位數(shù)值分析61-65
• 5.3 煤層底板注漿改造技術(shù)措施65-71
• 5.3.1 底板注漿改造技術(shù)原理及目的66
• 5.3.2 底板注漿堵水改造施工流程66-71
• 5.3.3 底板注漿改造效果評價71
• 5.4 社會經(jīng)濟效益分析71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 6 結(jié)論73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-81
• 附錄81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：帶壓開采下底板滲流與應(yīng)力耦合破壞突水機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：279179