底板巖體的穩(wěn)定性主要取決于底板巖性組合和所處復(fù)雜地質(zhì)力學(xué)環(huán)境,當(dāng)煤層底板存在承壓含水層時(shí),在采動(dòng)礦壓和水壓力的聯(lián)合作用下,極易造成底板巖體破壞失穩(wěn),承壓水頭沿著底板裂隙逐漸向上擴(kuò)展導(dǎo)升,當(dāng)承壓水頭突破有效隔水層時(shí)極易引發(fā)突水事故。本文通過(guò)理論分析、耦合材料模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等手段,對(duì)承壓水上膏體充填開(kāi)采防治底板突水機(jī)理進(jìn)行了研究,主要研究成果如下:（1）基于彈性力學(xué)和塑性滑移線場(chǎng)理論,對(duì)膏體充填開(kāi)采底板應(yīng)力分布特征和承壓水導(dǎo)升過(guò)程進(jìn)行理論分析,推導(dǎo)出底板塑性區(qū)破壞范圍和煤柱屈服極限寬度,分析了底板裂隙在采動(dòng)應(yīng)力影響下向深部轉(zhuǎn)移規(guī)律,結(jié)合承壓水對(duì)底板巖體裂隙擴(kuò)展作用,對(duì)膏體充填開(kāi)采底板裂隙擴(kuò)展范圍和塑性破壞深度進(jìn)行分區(qū),推導(dǎo)出底板承壓水的最大導(dǎo)升高度公式,對(duì)底板突水概率進(jìn)行理論預(yù)測(cè)。（2）采用流-固耦合實(shí)驗(yàn)材料,在底板存在隱伏斷層構(gòu)造情況下,對(duì)底板應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)和水壓力場(chǎng)分布特征進(jìn)行研究,分析了在膏體充填開(kāi)采過(guò)程中底板裂隙擴(kuò)展機(jī)理和隱伏斷層活化規(guī)律,研究了隱伏斷層附近垂直應(yīng)力分布特征、水壓導(dǎo)升高度以及裂隙擴(kuò)展?fàn)顟B(tài),得到了底板巖層破斷判距和斷層上下盤(pán)應(yīng)力變化特征。（3）基于流-固... 

【文章來(lái)源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

集中載荷作用受力圖

／■：??＇２／ｗｅ?Ｌ?＿２Ｐ?士??ｃｒｒ?＝??°ｘ?￣?ＪＴ７??ｎｒ?ｎ?（＾＋２?）??２Ｐｓｉｎ＾ｃｏｓ６＞?ＩＰ?２ｙ２?．．．．??卞＝ｎ；．—叫?（１１）??＿?２／＾ｓｉｎ＾ｃｏｓ２?６?２?ｙｚ２??，ｘｙ?ｎｒ?卜－Ｓ（／＋ｚ２）２??如圖２．２，采用疊加原理，推廣到底板受均布載荷作用情況下自由邊界上受力狀態(tài)：??＜ｊｘ?＝?—［ｓｉｎ＾２ｃｏｓ＾２?－ｓｉｎ＾，?ｃｏｓ＾，?＋０２?－９＾＼??７１??＜?（Ｊｖ?＝?ｉ［ｓｉｎ（沒(méi)２?－０）ｃｏｓ（沒(méi)２?＋?０）?＋?０２?－０］?（２．２）??ｎ??ｒｘｖ?＝－（ｓｉｎ２＾－ｓｉｎ２＾）??ｋ?．?ｎ??式中：ｐ作用于底板巖體上的集中力；ｑ——作用于底板巖體上的均布荷載。??ｑｄｘ??

?承壓水上開(kāi)采底板破壞理論及突水機(jī)理研宂??結(jié)合底板受力簡(jiǎn)圖２．２和公式（２．２）可知，在均布載荷作用下底板巖體應(yīng)力場(chǎng)分布??特征，在底板不同深度處各水平面上，載荷中心下部軸線處出現(xiàn)最大值，并隨著深度增??加而減小，最大剪應(yīng)力值出現(xiàn)在載荷作用邊緣，靠近采場(chǎng)邊緣下部的巖體最容易發(fā)生剪??切破壞，根據(jù)彈性力學(xué)理論可知，平面問(wèn)題受力分析中主應(yīng)力表達(dá)公式：??Ｗ?盧）２?（２．３）??將式（２．２）代入式（２．３），令《?＝?０－ｇ，得底板巖體所受最大和最小主應(yīng)力為：??ｃｒ】，ｃｒ３?＝?—「沒(méi)２?—沒(méi)】土ｓｉｎ（ｇ?＿ｑ）＂］?＝?—（ａ土ｓｉｎａ）?（２．４）??７ｒＬ?ｊ?ｎ??進(jìn)而得到底板巖體所受最大剪應(yīng)力ｒｍａｘ表達(dá)式為：??ｒｍａｘ?＝?＾?＼Ｉ４ｔＩ?＋?＝￣?ｓｉｎ?ａ?（２．５）??２?７１??當(dāng)ａ?＝?時(shí)，底板所受最大剪應(yīng)力的極值為ｒｍ：??ｒｍ＝ｑ?／?７Ｔ?（２．６）??通過(guò)以上推導(dǎo)可知，最大剪應(yīng)力的極值分布在以均布荷載作用寬度／為直徑的半圓??上

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[8]兗州煤田奧灰水文地質(zhì)特征及對(duì)下組煤開(kāi)采的影響研究[D]. 隋巖剛.山東科技大學(xué) 2007
[9]斷層對(duì)底板突水的作用影響研究[D]. 孫文斌.山東科技大學(xué) 2006
[10]承壓水體上開(kāi)采底板突水規(guī)律的研究[D]. 代長(zhǎng)青.安徽理工大學(xué) 2005



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