本文關鍵詞：趙固二礦含斷層的煤層底板突水機理試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦井突水是影響我國礦井安全生產的主要災害,底板斷層突水是礦井突水的主要形式,采動引發(fā)底板斷層活化,形成連接采掘空間和含水層的導水通道,是造成底板突水的主要原因。本文運用理論分析、相似模擬和數值模擬等研究手段,以趙固二礦底板斷層為研究對象,研究了影響趙固二礦底板斷層突水的主要因素和底板斷層活化突水規(guī)律,取得了如下研究結論:(1)分析了水源、水壓、隔水層和地質構造等突水影響因素與斷層相互作用,結果表明:斷層與突水因素在突水過程中相互促進,斷層的存在加重突水影響因素在突水過程中的作用,突水影響因素在一定程度上也促進斷層的活化。(2)從采動應力和水力劈裂兩個角度對斷層活化進行了力學分析,推導得出了采動應力影響下斷層活化的判據公式,建立了水力劈裂作用下裂隙失穩(wěn)擴展時臨界水壓力與垂直應力、側壓系數、壓剪系數和裂隙傾角之間的曲線關系。(3)采用相似模擬試驗方法,研究了采動影響下底板斷層活化規(guī)律及特征,試驗結果表明:在采動影響下,底板斷層活化過程可分為穩(wěn)定期、初始期和活化活躍期;初始期斷層帶附近衍生裂隙與工作面底板塑性破壞區(qū)形成溝通,是斷層完全活化的前兆信息;活躍期斷層滑落失穩(wěn),斷層面處于張開狀態(tài),導水通道形成,突水事故發(fā)生。(4)應用數值模擬研究了底板斷層對底板突水的影響,模擬結果表明:斷層帶附近的塑性破壞區(qū)隨著工作面向斷層的推進而逐漸增大,當采空區(qū)下方塑性破壞區(qū)與斷層帶附近破壞區(qū)溝通時形成突水通道,引發(fā)突水。
【關鍵詞】：斷層活化 底板突水 判據公式 相似模擬 數值模擬
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-17
• 1.2.1 完整底板突水研究現狀11-12
• 1.2.2 底板斷層突水研究現狀12-17
• 1.3 研究內容17-18
• 1.4 技術路線18-20
• 2 斷層對突水因素的影響20-30
• 2.1 斷層對水源的影響20-22
• 2.1.1 水對斷層帶巖石的浸泡崩解作用20-22
• 2.1.2 有利于導水通道形成22
• 2.2 斷層對水壓的影響22-24
• 2.3 斷層對隔水層的影響24-28
• 2.3.1 斷層自身的形式24-25
• 2.3.2 斷層帶巖石的力學性質25-28
• 2.4 斷層對地質構造的影響28-29
• 2.4.1 對隱伏小斷層的影響28
• 2.4.2 對巖溶陷落柱的影響28-29
• 2.5 采掘活動對斷層的影響29
• 2.6 小結29-30
• 3 斷層突水的力學機理30-50
• 3.1 集中應力引發(fā)的斷層突水30-38
• 3.1.1 概述30-32
• 3.1.2 建立斷層活化力學模型32-33
• 3.1.3 模型力學分析33-38
• 3.2 水力劈裂引發(fā)的斷層突水38-48
• 3.2.1 機理分析38-40
• 3.2.2 復雜應力狀態(tài)下斷層帶的水力劈裂作用40-48
• 3.3 小結48-50
• 4 斷層活化相似模擬試驗研究50-64
• 4.1 原型地質及水文地質條件50-55
• 4.1.1 地質及其構造特征50-51
• 4.1.2 水文地質特征51-53
• 4.1.3 充水因素分析53-55
• 4.2 相似模擬試驗55-63
• 4.2.1 模型設計55
• 4.2.2 相似理論基礎55-56
• 4.2.3 相似材料配比及模型鋪設56
• 4.2.4 模型測點布置及開挖方式56-58
• 4.2.5 試驗觀測和結果分析58-63
• 4.3 小結63-64
• 5 斷層活化數值模擬研究64-80
• 5.1 應力-滲流耦合的有限差分方法64-66
• 5.2 數值模擬研究66-78
• 5.2.1 模型建立66-68
• 5.2.2 模擬結果分析68-78
• 5.3 小結78-80
• 6 結論和展望80-82
• 6.1 結論80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻82-86
• 作者簡歷86-87
• 學位論文數據集87

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