底板采動應力—滲流—裂隙多場監(jiān)測及數值模擬分析
發(fā)布時間:2021-11-17 03:15
隨著煤炭資源的不斷開發(fā),神東礦區(qū)逐漸進入相對深部階段,底板灰?guī)r水害問題日益嚴峻。選取神東保德煤礦81307工作面作為現(xiàn)場典型研究工作面,建立以鉆孔應力傳感器、采動滲壓傳感器、全景式鉆孔窺視儀等監(jiān)測手段的采動應力場-裂隙場-滲流場的動態(tài)監(jiān)測方法,進而分析得出煤層底板采動多場隨工作面推進的演化規(guī)律;運用FLAC3D數值模擬軟件對采動底板流固耦合進行數值模擬,并將模擬結果與現(xiàn)場監(jiān)測成果進行對比。通過本文研究系統(tǒng)的獲得了底板采動過程中的應力、裂隙及滲流等三場隨工作面推進的變化規(guī)律,為保德煤礦底板水害防治提供技術保障。通過本論文的研究,取得的主要成果如下:(1)通過現(xiàn)場實驗與數值模擬研究表明在采動應力作用下,底板監(jiān)測點處應力呈現(xiàn)先增大后減小逐漸趨于穩(wěn)定的演化規(guī)律,通過現(xiàn)場監(jiān)測數據計算與數值模擬研究表明底板巖層塑性破壞深度約為20-25m。(2)在采動應力的作用下,隨工作面不斷向前推進,底板破裂深度逐漸增大,當工作面推進至監(jiān)測點上方后,底板裂隙充分發(fā)育。(3)通過現(xiàn)場監(jiān)測與數值模擬分析得出,隨著工作面向前推進,由于底板巖層的破裂面不斷增大,底板巖層的孔隙水滲透壓力也逐漸增大,...
【文章來源】:安徽理工大學安徽省
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
保德礦交通位置圖
保德礦區(qū)坐落于河東煤田北部,礦區(qū)內構造發(fā)育較為簡單,總體上整個礦區(qū)形態(tài)呈現(xiàn)為單斜構造,礦區(qū)地層產狀為走向 350°,傾向 260°,傾角 3~9°,平均為 5°,礦區(qū)內沒有大型斷層、褶皺及陷落柱等構造發(fā)育。本礦區(qū)具體構造特征如下。(1)礦區(qū)內含煤地層走向、傾向變化范圍不大,產狀接近水平條件,所以本區(qū)的構造復雜程度為簡單構造。礦區(qū)斷層走向分為近 NE 與 NW 向兩組,其中 NE 向斷層有 31 條,占 66﹪;NW 向斷層共 16 條,占 34﹪,NE 向斷層較為發(fā)育,如圖 3 所示。礦區(qū)斷層傾向四個方向都有發(fā)育,其中 NE 向斷層有 5 條,占 11﹪;SE 向斷層共 19 條,占 40﹪,SW 向斷層共 12 條,占 26%;NW 向斷層共 11 條,占 23%;SE 向斷層較為發(fā)育,如圖 4 所示。礦區(qū)斷層落差小于 2m 的斷層共 37 條,占 79%;大于 2m 的斷層共 10 條,占 21%,如圖 5 所示。礦區(qū)斷層延伸長度小于 40m 的斷層共 28 條,占 60%;大于 40m 的斷層共 19 條,占 40%,具體如圖 6 所示。
斷層傾向玫瑰花圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]煤層底板采動破壞特征綜合測試及數值模擬研究[J]. 張蕊,姜振泉,于宗仁,曹丁濤,王宗勝. 采礦與安全工程學報. 2013(04)
[2]承壓水體上開采底板巖層破斷及滲流特征[J]. 王金安,魏現(xiàn)昊,陳紹杰. 中國礦業(yè)大學學報. 2012(04)
[3]雙承壓水間采煤頂底板破斷及滲流規(guī)律[J]. 王金安,魏現(xiàn)昊,紀洪廣. 煤炭學報. 2012(06)
[4]水體下綜放開采的安全煤巖柱留設方法研究[J]. 許延春,劉世奇. 煤炭科學技術. 2011(11)
[5]隧道爆破開挖圍巖動力損傷效應數值模擬[J]. 左雙英,肖明,續(xù)建科,史文兵. 巖土力學. 2011(10)
[6]層狀巖體邊坡錨桿加固效應的數值分析[J]. 何忠明,蔡中心,曹平,劉建華,周蓮君. 中南大學學報(自然科學版). 2011(07)
[7]奧陶系頂部巖層滲流力學特性及作為隔水關鍵層應用研究[J]. 白海波. 巖石力學與工程學報. 2011(06)
[8]FLAC3D數值模擬技術在瓦斯抽放中的應用[J]. 張飛,周連春,王琰,張世明,胡松嶺,王建國. 煤礦機電. 2010(06)
[9]帶壓開采煤層底板突水安全可靠性分析[J]. 魯海峰,袁寶遠,姚多喜. 水文地質工程地質. 2010(06)
[10]固液耦合試驗隔水層相似材料的研究[J]. 黃慶享,張文忠,侯志成. 巖石力學與工程學報. 2010(S1)
博士論文
[1]礦井(底板)突水災害的動態(tài)機理及綜合判測和預報軟件開發(fā)研究[D]. 張文泉.山東科技大學 2004
碩士論文
[1]邯邢地區(qū)煤層底板破壞規(guī)律研究[D]. 李沖.河北工程大學 2011
本文編號:3500085
【文章來源】:安徽理工大學安徽省
【文章頁數】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
保德礦交通位置圖
保德礦區(qū)坐落于河東煤田北部,礦區(qū)內構造發(fā)育較為簡單,總體上整個礦區(qū)形態(tài)呈現(xiàn)為單斜構造,礦區(qū)地層產狀為走向 350°,傾向 260°,傾角 3~9°,平均為 5°,礦區(qū)內沒有大型斷層、褶皺及陷落柱等構造發(fā)育。本礦區(qū)具體構造特征如下。(1)礦區(qū)內含煤地層走向、傾向變化范圍不大,產狀接近水平條件,所以本區(qū)的構造復雜程度為簡單構造。礦區(qū)斷層走向分為近 NE 與 NW 向兩組,其中 NE 向斷層有 31 條,占 66﹪;NW 向斷層共 16 條,占 34﹪,NE 向斷層較為發(fā)育,如圖 3 所示。礦區(qū)斷層傾向四個方向都有發(fā)育,其中 NE 向斷層有 5 條,占 11﹪;SE 向斷層共 19 條,占 40﹪,SW 向斷層共 12 條,占 26%;NW 向斷層共 11 條,占 23%;SE 向斷層較為發(fā)育,如圖 4 所示。礦區(qū)斷層落差小于 2m 的斷層共 37 條,占 79%;大于 2m 的斷層共 10 條,占 21%,如圖 5 所示。礦區(qū)斷層延伸長度小于 40m 的斷層共 28 條,占 60%;大于 40m 的斷層共 19 條,占 40%,具體如圖 6 所示。
斷層傾向玫瑰花圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]煤層底板采動破壞特征綜合測試及數值模擬研究[J]. 張蕊,姜振泉,于宗仁,曹丁濤,王宗勝. 采礦與安全工程學報. 2013(04)
[2]承壓水體上開采底板巖層破斷及滲流特征[J]. 王金安,魏現(xiàn)昊,陳紹杰. 中國礦業(yè)大學學報. 2012(04)
[3]雙承壓水間采煤頂底板破斷及滲流規(guī)律[J]. 王金安,魏現(xiàn)昊,紀洪廣. 煤炭學報. 2012(06)
[4]水體下綜放開采的安全煤巖柱留設方法研究[J]. 許延春,劉世奇. 煤炭科學技術. 2011(11)
[5]隧道爆破開挖圍巖動力損傷效應數值模擬[J]. 左雙英,肖明,續(xù)建科,史文兵. 巖土力學. 2011(10)
[6]層狀巖體邊坡錨桿加固效應的數值分析[J]. 何忠明,蔡中心,曹平,劉建華,周蓮君. 中南大學學報(自然科學版). 2011(07)
[7]奧陶系頂部巖層滲流力學特性及作為隔水關鍵層應用研究[J]. 白海波. 巖石力學與工程學報. 2011(06)
[8]FLAC3D數值模擬技術在瓦斯抽放中的應用[J]. 張飛,周連春,王琰,張世明,胡松嶺,王建國. 煤礦機電. 2010(06)
[9]帶壓開采煤層底板突水安全可靠性分析[J]. 魯海峰,袁寶遠,姚多喜. 水文地質工程地質. 2010(06)
[10]固液耦合試驗隔水層相似材料的研究[J]. 黃慶享,張文忠,侯志成. 巖石力學與工程學報. 2010(S1)
博士論文
[1]礦井(底板)突水災害的動態(tài)機理及綜合判測和預報軟件開發(fā)研究[D]. 張文泉.山東科技大學 2004
碩士論文
[1]邯邢地區(qū)煤層底板破壞規(guī)律研究[D]. 李沖.河北工程大學 2011
本文編號:3500085
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