國內(nèi)外關(guān)于承壓水體上特厚煤層綜放開采這一特殊開采條件下的底板防治水相關(guān)研究較少,為保證同類礦井的安全開采和可持續(xù)發(fā)展,論文以龍王溝煤礦地質(zhì)資料為依托,研究該礦6^#煤層承壓水體上特厚煤層綜放開采的底板突水危險性。根據(jù)土力學(xué)、礦山壓力等理論分析得到煤層厚度與底板破壞深度為線性關(guān)系,煤層越厚,底板破壞深度越大;采用Flac^3D數(shù)值模擬軟件對61601工作面的回采過程進(jìn)行模擬,從底板巖移演化特征、底板應(yīng)力演化特征、塑性變形特征三個方面分析特厚煤層采動影響下煤層底板隔水層的破壞過程、破壞深度和破壞規(guī)律;針對龍王溝礦地質(zhì)、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)特征,建立了底板突水主控指標(biāo)體系,共計11個主控因素,包括富水性、滲透性、水壓、地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度、構(gòu)造交點、隔水層厚度、等效隔水層厚度和脆塑巖厚度比、煤層厚度、煤層埋深和底板破壞深度,并借助地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件運用插值方法建立各主控因素專題圖;通過不確定性數(shù)學(xué)中的灰色系統(tǒng)理論和模糊數(shù)學(xué),提出了適用于龍王溝礦底板突水危險性評價的新型方法——區(qū)間灰色最優(yōu)聚類模型,以底板突水主控指標(biāo)體系為基礎(chǔ),以GIS的強大的空間信... 

【文章來源】：華北科技學(xué)院河北省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

龍王溝煤礦地形地貌Figure2-1OpographyofLongwanggouCoalMine地層構(gòu)造（Stratigraphicstructure）

煤礦地層綜合柱狀圖

19工作面頂板、底板情況介紹如下：（1）直接頂：泥巖及炭質(zhì)泥巖，厚度8.2m，炭質(zhì)泥巖，平坦?fàn)顢嗫�，見滑面，染手，炭質(zhì)含量較高，風(fēng)化易碎；泥巖，灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，平坦?fàn)顢嗫冢娚倭恐参锘�，風(fēng)化易碎。（2）基本頂：山西組粗砂巖、泥巖互層，厚度29.5m，粗砂巖，灰白色，巨厚層狀，粗粒砂狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，偶見少量煤透鏡體；泥巖，灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，塊狀，見滑面，具有一定韌性。（3）直接底：砂質(zhì)泥巖、泥巖，厚度不均一，約6.82m，灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，塊狀，平坦?fàn)顢嗫�，見滑面，易風(fēng)化破碎。（4）基本底：泥巖、砂巖互層，厚度平均32.08m，粗砂巖，灰白色，巨厚層狀，粗粒砂狀結(jié)構(gòu)，泥質(zhì)膠結(jié)，參差狀端口；泥巖，灰黑色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，局部砂質(zhì)含量增加，垂直裂隙發(fā)育。力學(xué)分析（Mechanicalanalysis）煤層開采導(dǎo)致底板巖層發(fā)生移動破壞，為了直觀分析，將破壞形態(tài)概化如圖3-2所示。可分為底板破壞區(qū)、過渡區(qū)（塑性變形破壞區(qū)）和奧灰頂界面風(fēng)化區(qū)。底板破壞區(qū)是在煤層開采后支承壓力作用下，最先破壞的區(qū)域，以剪切破壞為主。中間過渡區(qū)，是在煤層開采后，底板上方應(yīng)力解除，導(dǎo)致底板巖體狀態(tài)的應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)換，由三向應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)換為二向應(yīng)力狀態(tài)或者單向應(yīng)力狀態(tài)。奧灰頂界面風(fēng)化帶是在成巖過程中形成的，比較穩(wěn)定，但是由于巖性發(fā)生變化在礦井突水治理過程中一般視為危險區(qū)域。圖3-2承壓水體上特厚煤層開采底板破壞機制示意圖Figure3-2Schematicdiagramoffloorfailuremechanisminminingofextra-thickcoalseamsonconfinedwaterbodies底板破壞帶計算可以參考土力學(xué)、礦山壓力的成熟理論[55]。對于采空區(qū)前方的煤體，取一個單位寬度，厚度為采高的應(yīng)力單元進(jìn)行分析。受力狀態(tài)如圖3-3所示[56]。

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本文編號：3073199