本文關(guān)鍵詞：煤礦斷層活化與突水的力學(xué)機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：長期以來,我國礦井突水事故屢有發(fā)生,由于這種事故對(duì)井下工作人員的人身安全及煤礦生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,有關(guān)突水機(jī)理以及突水防治的研究一直受到煤炭科研領(lǐng)域的重視。礦井突水事故的發(fā)生形式之一是回采工作面的底板斷層產(chǎn)生突水,而采場底板斷層突水主要是因?yàn)樵诓蓜?dòng)過程中斷層發(fā)生了活化,使采場底板與含水層之間產(chǎn)生了連通裂隙,形成了水流通道,含水層的水經(jīng)過此裂隙涌入工作面導(dǎo)致礦井突水事故的發(fā)生。論文利用理論分析方法和數(shù)值模擬方法針對(duì)采場底板的斷層活化以及突水的力學(xué)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究。首先,針對(duì)回采工作面的底板斷層及斷層活化引起的突水,創(chuàng)建了力學(xué)分析模型并對(duì)斷層活化和突水災(zāi)害的產(chǎn)生進(jìn)行了分析、研究,計(jì)算了回采工作面斷層周圍應(yīng)力的分布規(guī)律,建立了判斷斷層活化的剪應(yīng)力準(zhǔn)則。另外,利用流體力學(xué)中的控制體積法,通過建立含水層水流流過斷層活化裂隙時(shí)的水流動(dòng)力學(xué)控制方程,分析了裂隙中水壓的分布;利用斷裂力學(xué)的相關(guān)理論,通過分析斷層帶受水壓作用時(shí)的裂隙擴(kuò)展規(guī)律,建立了裂隙擴(kuò)展的擴(kuò)展判據(jù)。其次,基于生產(chǎn)礦井的實(shí)際情況建立了數(shù)值模擬分析模型,通過用FlowRFPAD-2軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,分析、研究了采動(dòng)過程中采場底板斷層所具有的活化特征和范圍,模擬研究了底板斷層的落差、傾角以及承壓水水壓對(duì)斷層活化以及突水的影響。研究結(jié)果表明:底板斷層落差越大,底板的斷層就越容易活化;底板斷層的傾角越小,斷層就越容易活化;承壓水水壓越大,底板斷層就越容易活化。底板斷層越容易活化,導(dǎo)致突水災(zāi)害事故的可能性就越大。
【關(guān)鍵詞】：斷層活化 突水 力學(xué)機(jī)理 RFPA~(2D)-Flow模擬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究目的及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 完整底板突水機(jī)理研究10-15
• 1.2.2 斷層突水機(jī)理研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 研究路線圖17-18
• 第二章 采場底板斷層活化力學(xué)分析18-33
• 2.1 斷層活化的力學(xué)分析18-32
• 2.1.1 采場底板的應(yīng)力重新分布18-20
• 2.1.2 計(jì)算斷層帶圍巖應(yīng)力20-32
• 2.2 本章小結(jié)32-33
• 第三章 斷層中裂隙擴(kuò)展規(guī)律33-49
• 3.1 水壓對(duì)裂隙面的作用33-34
• 3.2 裂隙面的水壓分布規(guī)律34-41
• 3.2.1 質(zhì)量守恒方程37-38
• 3.2.2 動(dòng)量守恒方程38-40
• 3.2.3 計(jì)算裂隙內(nèi)的水壓分布40-41
• 3.3 裂隙擴(kuò)展判據(jù)41-48
• 3.3.1 裂隙的基本類型41-42
• 3.3.2 裂隙尖端的應(yīng)力場42-43
• 3.3.3 復(fù)合裂隙的應(yīng)力強(qiáng)度因子43-45
• 3.3.4 對(duì)裂隙擴(kuò)展的判斷45-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 含斷層采場底板導(dǎo)水通道的形成分析49-57
• 4.1 概述49
• 4.2 連通裂隙中的非穩(wěn)定流分析49-56
• 4.2.1 非穩(wěn)定流分析推導(dǎo)中的基本假定：50-51
• 4.2.2 質(zhì)量守恒方程51-52
• 4.2.3 動(dòng)量守恒方程52-54
• 4.2.4 初始和邊界條件54-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 采場底板突水的影響因素模擬57-76
• 5.1 數(shù)值模擬57-59
• 5.1.1 數(shù)值模擬模型57-58
• 5.1.2 數(shù)值計(jì)算方案58-59
• 5.2 斷層傾角對(duì)底板突水的影響59-64
• 5.3 斷層落差對(duì)斷層活化的影響64-69
• 5.4 含水層水壓對(duì)斷層活化的影響69-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與參與的科研項(xiàng)目83

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