煤炭資源開采過程中,會遇到各種地質(zhì)災害問題,其中采動條件下,斷層活動引發(fā)的一系列礦井事故造成了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。這引起了礦山人們廣泛的關(guān)注和高度的重視,正設(shè)法采用相關(guān)監(jiān)測技術(shù)手段和方法來研究采場斷層活動發(fā)育的規(guī)律。目前,對于采場斷層活動規(guī)律的研究單一方法過多,定量化程度不高,探測精度難以保證。因此,綜合利用相關(guān)監(jiān)測技術(shù)和數(shù)值模擬手段對采動影響下的斷層活動性進行有效的探測和分析,發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律和演變機理對于礦山煤層安全、高效生產(chǎn)具有重大的意義。本文首先介紹了孔間電阻率CT法和布里淵光纖應(yīng)變測試法2中測試手段的工作原理、采集方式以及后期數(shù)據(jù)的處理與分析方法;接著結(jié)合淮南某礦區(qū)的地層條件,運用FLAC3D軟件建立不同斷層傾角、落差、采動方向的開采模型,研究模型開采過程中斷層接觸面位置相對位移和剪切應(yīng)力的時空演化規(guī)律,揭示了不同影響因素下斷層產(chǎn)生活化時的響應(yīng)特征;最后分別構(gòu)建孔間電阻率CT法和光纖應(yīng)變測試法2種現(xiàn)場原位方法的測試系統(tǒng),根據(jù)地電場和應(yīng)變場的響應(yīng)特征進行斷層活化帶區(qū)域圍巖的裂隙發(fā)育及其演化規(guī)律研究。主要獲得的結(jié)論如下:（1）基于FLAC3D數(shù)值模擬方法對不同傾角、不同落差、... 

【文章來源】：安徽理工大學安徽省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國煤炭資源儲量與深度的關(guān)系

采用孔間電阻率 CT 法、布里淵光數(shù)值模擬方法分析采動過程中斷層活化產(chǎn)，這不僅關(guān)系到煤炭資源回收和礦區(qū)發(fā)展，更關(guān)系到生命財產(chǎn)的安全；而且斷展顯得尤為的迫切和重要；有助于我們經(jīng)濟價值和社會意義的工作；此外該研地質(zhì)、采礦工程、巖體力學、地下水動礦井斷層活化機制及防治的深入和完善1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 采場斷層活動性力學模型研究現(xiàn)狀采煤過程中，斷層面附近應(yīng)力產(chǎn)生前人的研究經(jīng)驗表明構(gòu)建采動誘發(fā)斷層最基本方法。性

使得 BOTDR 和 BOTDA 系統(tǒng)的空間分辨率小于 1m[47]。對于國外而言，國內(nèi)對布里淵傳感原理、傳感性能的改善有著廣泛，到目前為止已有二十多年，這些研究涉及了電廠、隧道、大壩測等諸多方面。國內(nèi)對布里淵散射光纖傳感技術(shù)的研究側(cè)重于對，其研究的單位主要是高校和一些科研院所。在 BOTDR 的工程應(yīng)大的突破[48-53]。如圖 3 所示。2005 年和 2006 年，施斌、丁勇等利技術(shù)進行隧道的健康診斷[54-55]。2009 年，李成賓等將 BOTDR 技線路和電力系統(tǒng)上，指出該技術(shù)在這方面具有廣闊的應(yīng)用前景[5均等將 BOTDR 技術(shù)應(yīng)用于地面沉降變形監(jiān)測中，現(xiàn)場采用 4 種不進行分析和對比，得出水平向定點和豎向直埋式監(jiān)測 2 種方法適合監(jiān)測[57]。2015 年，張丹、張平松等將 BOTDR 分布式光纖傳感技覆巖變形與破壞規(guī)律的監(jiān)測中，并根據(jù)傳感光纜的應(yīng)變分布特征劃和導水裂隙帶的高度，對礦山煤層安全、高效開采具有重大的意，候公羽等基于 BOTDR 的巷道-隧道應(yīng)變監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)上，通傳感光纖的應(yīng)變量來分析巷道頂板變形的沉降量[59]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]分布式光纖技術(shù)在礦井溫度測試中的實驗[J]. 徐寶超,翟恩發(fā),許時昂,程愛民,高銀貴.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2017(04)
[2]基于BOTDR的光纖應(yīng)變與頂板沉降變形關(guān)系的模型構(gòu)建與試驗研究[J]. 侯公羽,謝冰冰,江玉生,殷姝雅,韓育琛.  巖土力學. 2017(05)
[3]關(guān)鍵層效應(yīng)影響下逆斷層活化響應(yīng)范圍力學分析[J]. 周睿,張占存,閆斌移.  煤礦安全. 2016(10)
[4]基于距離加權(quán)約束算法的圍巖三維電阻率CT反演成像研究[J]. 劉征宇,李術(shù)才,劉斌,范克睿,聶利超,張欣欣.  巖土工程學報. 2017(04)
[5]斷層活化對建(構(gòu))筑物保護煤柱留設(shè)的影響分析[J]. 趙兵朝,劉樟榮,王文彬,馮文生.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2015(06)
[6]采動影響下逆斷層特征參數(shù)對斷層活化的作用規(guī)律[J]. 徐曉惠,呂進國,劉闖,白潤才,李勝.  重慶大學學報. 2015(03)
[7]急傾斜煤層深部開采對淺部斷層活化影響的數(shù)值模擬研究[J]. 孔祥如,王開斌,陳丁,徐富文,賈吉哲.  科技創(chuàng)新導報. 2015(10)
[8]采場覆巖變形與破壞的分布式光纖監(jiān)測與分析[J]. 張丹,張平松,施斌,王宏憲,李長圣.  巖土工程學報. 2015(05)
[9]大型斷層采動活化特征及對斷層防水煤柱影響模擬研究[J]. 張緩緩,劉啟蒙,張周鑫,宋馬可.  煤礦安全. 2014(12)
[10]基于梯度塑性理論的斷層活化機理[J]. 林遠東,涂敏,劉文震,吳建強.  煤炭學報. 2012(12)

博士論文
[1]采場底板斷層活化及突水力學機理研究[D]. 卜萬奎.中國礦業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]采動誘發(fā)斷層活化規(guī)律及微震監(jiān)測研究[D]. 謝建敏.江西理工大學 2015
[2]采動影響下斷層活化誘導煤與瓦斯突出機理研究[D]. 潘超.貴州大學 2015
[3]地面沉降變形分布式光纖傳感監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 席均.南京大學 2012
[4]斷層活化導致井巷破壞的數(shù)值模擬分析[D]. 薛志鵬.河南理工大學 2010
[5]工作面水害電阻率CT法探測實驗研究[D]. 李文.山東科技大學 2005



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