礦井?dāng)鄬油凰L(zhǎng)期困擾煤礦的安全生產(chǎn)。底板斷層活化突水過程的影響因素很多,要解決底板斷層活化突水問題要綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造、原巖應(yīng)力、含水層水壓和開采方式等因素,系統(tǒng)的對(duì)底板斷層活化突水進(jìn)行研究。本文采用力學(xué)分析、數(shù)值求解、FLAC數(shù)值模擬和工程實(shí)踐相結(jié)合的方法,對(duì)采場(chǎng)底板斷層活化及突水力學(xué)機(jī)理進(jìn)行研究,主要成果如下:（1）基于半無限體理論,建立底板斷層活化機(jī)理的力學(xué)模型,推導(dǎo)出在礦壓作用下斷層面上任意一點(diǎn)剪應(yīng)力計(jì)算公式。將工作面實(shí)際地質(zhì)參數(shù)代入剪應(yīng)力計(jì)算公式,通過繪制斷層面上剪應(yīng)力隨工作面推進(jìn)的變化曲線圖,直觀的可以看出任意一因素改變時(shí)斷層面上剪應(yīng)力的變化規(guī)律。（2）通過FLAC3D數(shù)值模型軟件,分別獲得斷層落差、斷層傾角和含水層水壓對(duì)承壓水上采動(dòng)斷層活化突水的影響規(guī)律。（3）根據(jù)陽城煤礦1311工作面的實(shí)際地質(zhì)條件,建立FLAC數(shù)值計(jì)算模型,通過對(duì)工作面推進(jìn)過程中的垂直應(yīng)力、剪應(yīng)力、塑性區(qū)和孔隙水壓的變化進(jìn)行分析,判定工作面極易發(fā)生突水事故�，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)最終測(cè)得131 1工作面的最大破壞深度為33.77 m,與數(shù)值模擬所得數(shù)值相近。（4）將1311工作面實(shí)際參數(shù)代入所得斷層活化突水判劇,得出... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２完整底板突水類型示意圖??

為研宄在煤層采動(dòng)影響下，底板斷層活化力學(xué)機(jī)理。假定底板斷層的上、下??兩盤為彈性巖體，斷層發(fā)生活化的標(biāo)志為斷層的上、下兩盤發(fā)生剪切運(yùn)動(dòng)［４４’４５］。??由此建立斷層活化力學(xué)模型（見圖２．４）。??（７＼??Ｔ??／?，少??ｙｗ??（Ｔ＼??圖２．４斷層活化力學(xué)模型??Ｆｉｇ．２．４?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｆａｕｌｔ?ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ??斷層的傾角為０，斷層受到的最大壓應(yīng)力為，方向垂直向下，最小壓應(yīng)力??為ｃｒ２，方向水平。巖石的粘結(jié)系數(shù)為Ｃ，內(nèi)摩擦角為中（見圖２．４）。??則斷層面上的剪切應(yīng)力為：??ｒ?＝?ｃｒ，?ｓｉｎ＾－ｃｒ２?ｃｏｓ６?（２．１）??斷層面上的壓應(yīng)力為：??ｄ?＝?（ｊｘ?ｃｏｓ?９ｓｉｎ?９?（２．２）??此時(shí)斷層面的最大抗滑強(qiáng)度為：??ｒｎ＝Ｃ－＼－ａ?ｔａｎ?（ｐ?（２．３）??９??

其對(duì)斷層的活化破壞影響很小，故在后期對(duì)斷層活化力學(xué)分析計(jì)算過程中此??區(qū)域應(yīng)力影響也不予考慮。??綜上所述，將斷層活化機(jī)理分析的力學(xué)模型簡(jiǎn)化（見圖２．６）。??ＫｙＨ??⑤?④③／＼②①??ａｙＨ?／?＼?ｙＨ??１１?ｉｎ?ｎ?Ｕｔｔｉ??ｘ?７?ｉｎｒ?＾?ｐ?ｂｅｙＡａ??Ｖ＊?Ｔｓ?＿?Ｉ?—?Ｓ?＾?ｈ?／??圖２．６斷層活化力學(xué)分析模型??Ｆｉｇ．２．６?Ａｎａｌｙｓｉｓ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｆａｕｌｔ?ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｃｓ??假設(shè)煤層底板為半無限體，斷層面為平面，斷層與煤層的正向夾角為０，交??于ａ點(diǎn)，此時(shí)工作面己經(jīng)推進(jìn)至ｃ／點(diǎn)，煤壁前方應(yīng)力集中系數(shù)為尤，應(yīng)力集中的峰??值點(diǎn)在煤層底板上的投影為ｃ點(diǎn)，在煤壁前方過ｃ點(diǎn)后應(yīng)力開始降低，降低至辦??點(diǎn)時(shí)達(dá)到原巖應(yīng)力值，心、〇／、也、ｅ／段的長(zhǎng)度分別為／／、６、６、６、／５。斷??層上任意一點(diǎn)〇的坐標(biāo)為（ｘ，ｚ）（見圖２．６）。??注：此處應(yīng)力分量的正負(fù)號(hào)與彈性力學(xué)中相反。??則有：??虹＝２虛—＾＿＿Ｔ??＇ｎ?［ｚ２＋（ｘ－＾）２］??ｄａ?，?（２．７）??＾?［ｚ２＋（ｘ－４ｆ］??１１??


本文編號(hào)：3573063