本文以美國Cumberland煤礦B5和B6工作面開采條件為基礎(chǔ),通過地面鉆孔埋設(shè)鉆孔伸長儀對開采后覆巖各單層移動進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,以分析覆巖移動規(guī)律；通過地面水井鉆孔,利用微水試驗(yàn)收集開采前后各巖層水文滲透系數(shù)與水位變化,以分析地下水流場變化；通過應(yīng)用FLAC3D和GGU-SS-FLOW3D模擬程序分別對開采后巖層移動和地下水變化進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)描述每一單層的運(yùn)動和水文滲透系數(shù)的變化來評價長壁開采對覆巖移動和地下水影響。由于采區(qū)煤層埋藏較淺（175m）,而且工作面超長（435m）,所以本研究為以后我國西部淺埋煤層超長工作面開采提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論基礎(chǔ)。 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：188 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細(xì)摘要
Detailed Abstract
1 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 淺埋煤層覆巖移動研究現(xiàn)狀
        1.2.2 地下水保護(hù)開采理論研究
        1.2.3 上覆巖層厚度對地下水影響研究現(xiàn)狀
        1.2.4 工作面長度與埋深比值（W/D）大小對地下水影響研究現(xiàn)狀存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法與研究路線
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技術(shù)路線
2 覆巖運(yùn)動移動觀測分析和地表變形研究
    2.1 研究區(qū)域地質(zhì)概況
        2.1.1 二疊紀(jì)-Dunkard組
        2.1.2 賓夕法尼亞紀(jì)Monongahela組
        2.1.3 第四紀(jì)
        2.1.4 水文地質(zhì)條件
    2.2 巖性與覆巖的強(qiáng)度特性
    2.3 研究區(qū)域描述和構(gòu)造
        2.3.1 開采條件
        2.3.2 現(xiàn)場描述
        2.3.3 沉降觀測
        2.3.4 上覆巖層移動變形監(jiān)測工程
    2.4 B5和B6工作面開采沉陷研究
        2.4.1 工作面B5和B6的最終沉降
        2.4.2 總結(jié)
    2.5 B6工作面的覆巖移動測量
        2.5.1 B6工作面開采鉆孔伸長計(jì)移動分析
        2.5.2 B6工作面開采鉆孔伸長計(jì)變形分析
    2.6 本章小結(jié)
3 上覆巖層運(yùn)移模型和理論分析
    3.1 綜述
    3.2 與其他方法的比較
    3.3 模型設(shè)計(jì)
        3.3.1 模型中覆巖變形監(jiān)測
        3.3.2 模型中伸長儀檢測器的安裝
        3.3.3 模型中的巖石物理性質(zhì)
        3.3.4 B6工作面開采過程中鉆孔伸長儀在模型中的運(yùn)動分析
        3.3.5 總結(jié)
    3.4 理論分析
        3.4.1 承載能力理論分析
        3.4.2 巖層破斷間距的理論分析
        3.4.3 確定高剛度主要巖層的標(biāo)準(zhǔn)
        3.4.4 上覆巖層運(yùn)動的理論分析
    3.5 本章小結(jié)
4 煤層開采對地下水影響實(shí)測研究
    4.1 概述
    4.2 鉆孔的布置和鉆取
    4.3 水監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄器的安裝
    4.4 微水試驗(yàn)確定滲透系數(shù)
        4.4.1 環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)的微水試驗(yàn)操作系統(tǒng)
    4.5 B6工作面開采前的水位數(shù)據(jù)
    4.6 B6工作面開采后的水位變化
    4.7 微水試驗(yàn)確定B6工作面采后的滲透系數(shù)
    4.8 本章小結(jié)
5 地下水流場數(shù)值模擬研究
    5.1 地下水建模的目的
    5.2 地下水建模程序
    5.3 地下水建模的理論
    5.4 模型概念和網(wǎng)格設(shè)計(jì)
        5.4.1 概念模型設(shè)計(jì)
        5.4.2 有限元網(wǎng)格生成和邊界條件
    5.5 開采工作面B6和B5前地下水系統(tǒng)的預(yù)測
        5.5.1 選擇模型沉降前滲透系數(shù)
        5.5.2 模型中沉降前的邊界條件和地下水位
    5.6 沉降后的地下水流系統(tǒng)
    5.7 本章小結(jié)
6 埋深、工作面長度與采高對上覆巖層及地下水影響研究
    6.1 模型建立
        6.1.1 模擬目的
3D三維模型建立">        6.1.2 Flac^3D三維模型建立
        6.1.3 邊界條件的確定
        6.1.4 模型巖體物理力學(xué)參數(shù)
    6.2 模型模擬結(jié)果分析
        6.2.1 開采不同煤層高度模擬結(jié)果分析
        6.2.2 不同工作面長度與埋深比（W/D）模擬結(jié)果分析
        6.2.3 不同W/D條件下上覆巖層裂隙發(fā)育及對地下水影響模擬結(jié)果分析
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]保水開采隔水關(guān)鍵層的基本概念及力學(xué)分析[J]. 繆協(xié)興,陳榮華,白海波.  煤炭學(xué)報. 2007(06)
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博士論文
[1]薄基巖采動破斷及其誘發(fā)水砂混合流運(yùn)移特性研究[D]. 楊偉峰.中國礦業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3036628