覆巖的離層突水水害逐漸成為了一種主要水害,使得離層突水機理研究成為了亟需解決的難題,為了弄清離層突水過程,研究離層突水機理這一關(guān)鍵問題,以突變理論、結(jié)構(gòu)力學(xué)及材料力學(xué)等理論為基礎(chǔ),通過覆巖離層中的關(guān)鍵層的受力分析,建立了離層關(guān)鍵層的力學(xué)模型;以能量分析為出發(fā)點,求得了離層關(guān)鍵層的總勢能函數(shù)表達(dá)式;以力學(xué)平衡為前提,構(gòu)建了用能量來表達(dá)的離層關(guān)鍵層發(fā)生破斷的尖點突變模型,并計算了離層關(guān)鍵層破斷后釋放的沖擊能;從能量守恒及離層下伏軟巖隔水層的力學(xué)性質(zhì)分析出發(fā),提出了軟弱隔水層吸收關(guān)鍵層破斷釋放的沖擊能后,發(fā)生"壓裂"和"劈裂"2種離層水突涌模式,并預(yù)測了工作面發(fā)生離層突水的位置。最后,以郭家河煤礦特厚煤層3煤的離層突水為例,在充分分析地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,憑借現(xiàn)場實測、室內(nèi)試驗、理論分析等多種手段,對文中提出的離層突水機理進(jìn)行了應(yīng)用。研究結(jié)果表明:離層關(guān)鍵層的突然破斷是一種能量躍遷方式,可用尖點突變模型來解釋;提出的導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)"壓裂"和"劈裂"2種突水模式能預(yù)測離層突水位置;離層突水預(yù)測位置與實際發(fā)生的離層突水位置基本一致。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 離層水的形成與周期性突涌
2 離層關(guān)鍵層的尖點突變模型
    2.1 離層關(guān)鍵層力學(xué)模型簡化
    2.2 離層關(guān)鍵層勢函數(shù)的確定
    2.3 離層關(guān)鍵層尖點突變模型建立
3 離層水2種突涌機理
    3.1 離層水“壓裂”式突涌機理
    3.2 離層水“劈裂”式突涌機理
    3.3 離層突水位置預(yù)測
4 應(yīng)用實例
    4.1 離層發(fā)育位置確定
    4.2 離層突涌模式確定
    4.3 離層突水位置確定
6 結(jié)論



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