近年來，隨著董家河煤礦開采深度的增加，開采環(huán)境日趨復雜，水壓、地應力等不斷增大，太原組下部煤層開采受到奧陶紀灰?guī)r承壓水的威脅將更加突出，如何有效預防和控制底板奧灰?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、采動支承壓力和承壓水壓力數(shù)學模型的建立、流固耦合數(shù)值模型的建立、底板隔水層突水危險區(qū)域等級劃分、底板注漿改造工程設計依據(jù)等科學問題，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途徑，對滲流與應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、水文地質及以往突水資料的基礎上，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、地質構造以及礦山壓力等，董家河煤礦5號煤層底板突水是這些因素共同作用的結果，在這些影響因素中，地質構造和奧灰水頭高度是主導因素、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）應用煤體線性彈塑性軟化模型，推導出煤壁前方支... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

煤體全應力-應變過程曲線

點開始形成新的破裂；應變強化階段，由于新生裂隙產生，試件內裂隙加密且出明顯的擴容性。在應力達到極限強度前，BC 段內裂破裂開始快速傳播，CD 段內破裂迅速傳播，體積擴容體產生大量縱向裂隙；塑性軟化階段，應力隨破裂發(fā)展而急劇下降，變形量增現(xiàn)出煤樣壓酥，可見煤樣的這種變形特征與其內部裂隙關；流動變形階段，煤體最終破壞后，由于側向壓力作用及殘余強度。塑性應變軟化模 的建立節(jié)煤體變形特征分析可知，煤體的變形表現(xiàn)出彈塑性軟過程曲線簡化成理想的線性彈塑性軟化模型，如圖 3.3為峰值強度前的彈性變形區(qū)以及峰值后的塑性軟化變度用塑性軟化角 （ ≠0）表示。

安科技大學博士學位論文28從圖3.4中可以看出，長壁工作面前方煤壁內的支承壓力叫前支承壓力，前支承壓力區(qū)寬度范圍為20~25m，從煤壁到支承壓力峰值距離為0~15m。工作面兩端沿上下順槽煤壁的壓力為側支承壓力，側方支承壓力的范圍為15~20m。在采空區(qū)內形成后支承壓力，側支承壓力和前支承壓力在上下順槽與回采空間交叉點會合，并疊加成尖峰支承壓力，該處應力集中系數(shù)相對較大。從圖X1X1和X2X2剖面圖中可以看出，煤層采動后不僅在工作面周圍煤壁上產生高于原始應力的支承壓力，而且在工作面范圍內，垂直壓力大大低于覆蓋層的巖石地應力γH

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3053809