本文關鍵詞：綜放采場底板損傷破壞規(guī)律研究

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【摘要】：隨著煤炭行業(yè)的不斷進步與發(fā)展,煤炭資源的開采逐漸由簡單粗暴式向精密機械化轉變,我國煤炭行業(yè)在歷經(jīng)數(shù)次革新之后,煤炭開采逐漸演變成大礦區(qū)、大井型、大產(chǎn)量等開采模式。在經(jīng)歷了機械化帶來的便利之后,國內(nèi)大部分礦區(qū)上組煤已經(jīng)面臨枯竭,已經(jīng)提前進入到下組煤的開發(fā),然而由上組煤到下組煤的延伸開采問題不僅僅體現(xiàn)在煤層埋深增加、地應力增高,同時也伴隨著高溫、高壓、高瓦斯等不利因素,更為嚴重的是承壓水對工作面的安全生產(chǎn)及工人人身安全的直接威脅,因此,如何準確的判定與防治底板承壓水突出問題已經(jīng)是新時代采礦工作者不可回避的問題。本文依托義棠煤業(yè)為地質(zhì)原型,采用理論分析、工程類比、現(xiàn)場實測、數(shù)值模擬等幾種方法相結合的手段,深入研究采動損傷條件下底板的破壞規(guī)律以及底板承壓水導升帶的上升規(guī)律,主要取得以下研究成果:(1)通過工程類比分析可知,影響底板破壞深度的某一單一因素達到其極限值時,其它影響因素便成為主控因素。(2)通過經(jīng)驗公式計算與分析,可知底板破壞深度不僅僅受單一因素影響,而是多種因素相互作用的結果。(3)采用現(xiàn)場實測,對義棠煤業(yè)100502(80m、180m)工作面底板巖體進行了連續(xù)、動態(tài)監(jiān)測,獲知了采場損傷條件下底板的破壞深度。(4)從流固耦合角度出發(fā),利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件,針對不同因素影響的采動損傷條件下底板破壞深度與承壓水導升帶高度進行了線性回歸分析,提出了相應的計算公式。
【關鍵詞】：破壞深度 突水機理 采動影響 現(xiàn)場實測
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及評述11-21
• 1.2.1 底板突水機理研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.2 底板破壞深度研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3 研究內(nèi)容、方法及技術路線21-24
• 1.3.1 研究內(nèi)容與方法21
• 1.3.2 技術路線21-24
• 第二章 煤巖物理力學參數(shù)測定及煤層底板巖體破壞深度工程統(tǒng)計分析24-36
• 2.1 煤巖物理力學參數(shù)測定24-30
• 2.1.1 取樣條件及過程24
• 2.1.2 取芯鉆孔位置的確定24-25
• 2.1.3 煤層及頂、底板巖層結構分析25-28
• 2.1.4 試件物理力學參數(shù)測定結果28-30
• 2.2 煤層底板巖體破壞深度工程統(tǒng)計分析30-35
• 2.2.1 底板破壞深度實測統(tǒng)計30-32
• 2.2.2 底板破壞深度與各相關因素的關系初析32-35
• 2.3 本章小結35-36
• 第三章 采動影響條件下煤層底板破壞深度理論預測分析36-44
• 3.1 底板破壞深度經(jīng)驗公式理論計算36-39
• 3.1.1 經(jīng)驗公式計算結果差異性分析38-39
• 3.2 底板破壞深度經(jīng)驗公式誤差分析39-43
• 3.2.1 經(jīng)驗公式計算結果誤差計算39-41
• 3.2.2 經(jīng)驗公式計算結果誤差統(tǒng)計性分析41-43
• 3.3 本章小結43-44
• 第四章 采動影響下煤層底板損傷破壞深度現(xiàn)場實測44-78
• 4.1 實測方法選擇44-46
• 4.2 實測設備46-50
• 4.2.1 實測設備數(shù)量與種類46-47
• 4.2.2 空心包體三軸應變計傳感器結構與特性47
• 4.2.3 觀測原理47-50
• 4.3 現(xiàn)場實測鉆孔設計50-53
• 4.3.1 底板應力探測觀測孔的布置位置50-51
• 4.3.2 底板鉆孔結構與施工51-53
• 4.4 現(xiàn)場實測結果分析53-76
• 4.4.1 現(xiàn)場觀測原始數(shù)據(jù)分析53
• 4.4.3 煤層底板附加應力計算53
• 4.4.5 80m工作面底板變形實測結果分析53-67
• 4.4.6 180m工作面底板變形實測結果分析67-76
• 4.5 本章小結76-78
• 第五章 采動影響條件下煤層底板采動破壞規(guī)律數(shù)值計算分析78-114
• 5.1 模擬基本原則78
• 5.2 三維流固耦合數(shù)值計算模型、方案及模擬過程78-82
• 5.2.1 數(shù)值計算模型78-81
• 5.2.3 數(shù)值計算模擬過程81-82
• 5.3 長壁工作面帶壓開采底板破壞特征分析82-104
• 5.3.1 沿煤層傾斜方向底板垂直應力分析82-88
• 5.3.2 沿煤層傾斜方向底板剪應力分析88-93
• 5.3.3 沿煤層傾斜方向底板塑性區(qū)分析93-99
• 5.3.4 沿煤層傾斜方向底板滲流孔隙壓力及滲流矢量分析99-104
• 5.4 承壓水開采適宜性綜合評價體系104-112
• 5.4.1 采場底板巖層損傷破壞深度多因素分析結果104-110
• 5.4.2 承壓水導升帶高度多因素分析結果110-112
• 5.5 本章小結112-114
• 第六章 結論與展望114-116
• 6.1 結論114-115
• 6.2 展望115-116
• 參考文獻116-122
• 致謝122-124
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文與參加的科研項目124

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