本文關鍵詞：煤礦底板巖體阻水能力評價及工程實例分析

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【摘要】：煤層底板阻水能力評價是承壓水體上采煤的重要研究內(nèi)容，煤層底板巖層的物理力學性質、巖體結構、隔水層厚度、開采參數(shù)和底部承壓水壓力大小是影響煤層底板巖體阻水能力的主要因素。為了研究各因素在底板阻水中的作用機理，本文采用理論分析、現(xiàn)場測試和數(shù)值模擬相結合的研究方法，分析了底板巖體的阻水原理及阻水能力的評價指標，并通過對淮南煤田某礦412采區(qū)1煤薄底板巖層的阻水能力測試分析，對該采區(qū)的底板阻水能力進行了評價，獲得了較好的效果，為該采區(qū)接下來的生產(chǎn)提供了較為合理的開采參數(shù)。本文的主要研究結論如下： 1、煤層底板巖體突涌水由底板巖體的裂隙擴展和承壓水的上升共同作用引起，斷裂構造帶的存在會加大底板突涌水發(fā)生的機率。在不同巖性交界面處裂隙的擴展機制也不同。 2、巖石三軸壓縮與滲透試驗結果表明：泥巖、砂質泥巖，細砂巖的隔水性能依次降低，在達到巖石的峰值強度前，，滲透率隨載荷的增加而逐漸增大，滲透率的最大值滯后于巖石的峰值強度。 3、底板巖層自身因素對的阻水能力的影響主要體現(xiàn)在底板隔水層厚度，強度和巖性組合上；煤層采動范圍下的煤層底板應力出現(xiàn)卸壓，當圍壓與巖體抗拉強度之和小于承壓水壓時就會發(fā)生突涌水。 4、采用FLAC對十類不同巖體結構層狀底板的采動效應進行了數(shù)值分析，分析中通過調整采煤工作面寬度、工作面開挖長度、底板巖體厚度、水壓力大小、軟弱夾層位置和斷層切割度等參數(shù)探討了各參數(shù)對底板巖體應力場和破壞場的影響。 5、412采區(qū)1煤底板上段為層狀~塊狀結構，中段主要為塊狀結構，下段泥巖為層狀結構；對底板中段和下段進行了水壓致裂試驗，確定了最大致裂水壓水；采用FLAC軟件對該采區(qū)底板采動效應進行了數(shù)值模擬，分析了該采區(qū)底板破壞規(guī)律。 6、工作面長為90m時412采區(qū)底板有效隔水層厚度約2.4m，對完整底板板采用小于90m的工作面基本可安全回采1煤，但應加強對底板巖層裂隙發(fā)育程度的探查，對裂隙發(fā)育地段應采取底板加固措施后方可進行回采。
【關鍵詞】：煤層底板 阻水能力 水壓致裂 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD74
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 巖體結構研究進展10-11
• 1.2.2 底板突水的研究進展11-17
• 1.3 本文研究內(nèi)容及技術路線17-19
• 第二章 底板巖體的阻水原理及評價指標19-28
• 2.1 底板巖體的阻水原理19-21
• 2.1.1 底板巖體裂隙擴展及承壓水上升機制19-20
• 2.1.2 斷裂構造帶突水原因分析20
• 2.1.3 隔水層的阻水原理20-21
• 2.2 巖石三軸滲透試驗與分析21-23
• 2.3 水壓致裂試驗23-26
• 2.3.1 水壓致裂試驗的目的及意義23-24
• 2.3.2 水壓致裂試驗的原理24-26
• 2.4 底板巖體阻水能力評價因素26-28
• 第三章 底板巖體采動影響數(shù)值分析28-45
• 3.1 FLAC 簡介28-29
• 3.2 巖體參數(shù)的選擇29-30
• 3.3 地質模型的建立30-33
• 3.4 試驗方案33-34
• 3.5 數(shù)值模擬結果及分析34-43
• 3.6 含斷裂帶底板破壞特征分析43-45
• 第四章 工程實例45-68
• 4.1 地質概況45-46
• 4.2 底板巖石力學參數(shù)測試46-51
• 4.3 底板巖體結構分析51-57
• 4.4 底板巖體阻水能力測試57-60
• 4.5 412 采區(qū) 1 煤底板采動效應數(shù)值模擬研究60-65
• 4.6 412 采區(qū) 1 煤底板阻水能力評價65-68
• 第五章 結論68-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀學位期間主要的研究成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：747847