本文關(guān)鍵詞：承壓水上采煤底板破壞規(guī)律及突水預(yù)測(cè)研究

  更多相關(guān)文章： 帶壓開(kāi)采 水文探查 FLAC3D數(shù)值模擬 底板破壞 突水預(yù)測(cè)

【摘要】：煤層帶壓開(kāi)采時(shí),由于開(kāi)采動(dòng)壓與底板承壓水的綜合作用,極易引發(fā)底板突水事故,某整合礦井15號(hào)煤層即為帶壓煤層,面臨著嚴(yán)重的承壓水患。本文結(jié)合該礦15號(hào)煤層的水文地質(zhì)資料,分析了15號(hào)煤層帶壓開(kāi)采面臨的主要問(wèn)題,選擇待采的1501工作面為研究對(duì)象,通過(guò)施工水文探查鉆孔,探查了1501工作面底板巖性組合及其阻水特征,校正了1501工作面底板柱狀圖,并對(duì)鉆孔巖心進(jìn)行巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn);通過(guò)分析工作面底板突水的影響因素,選擇水頭壓力與隔水層厚度作為底板破壞的主控因素,采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件對(duì)1501工作面帶壓開(kāi)采條件下,底板應(yīng)力、位移及塑性區(qū)分布情況進(jìn)行模擬,得出1501工作面帶壓開(kāi)采時(shí),底板的最大破壞深度為10~14m,且隔水層厚度對(duì)突水的影響強(qiáng)于水頭壓力;以塑性理論與經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)工作面最大采動(dòng)破壞深度進(jìn)行再分析,得到的結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果基本一致,確定底板采動(dòng)破壞最大深度為15m,通過(guò)突水系數(shù)法、“下三帶”法等現(xiàn)行的突水預(yù)測(cè)方法對(duì)1501工作面底板突水可能性進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明,1501工作面底板隔水性能較為穩(wěn)定,無(wú)構(gòu)造情況下,可以有效阻止底板突水,但仍需加強(qiáng)底板的探放水工作,尤其在隔水層薄弱部位,需采取措施預(yù)防突水發(fā)生。
【關(guān)鍵詞】：帶壓開(kāi)采 水文探查 FLAC3D數(shù)值模擬 底板破壞 突水預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 問(wèn)題的提出10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外承壓水治理研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 底板破壞及突水機(jī)理11-16
• 1.2.2 底板突水預(yù)測(cè)16
• 1.2.3 底板突水類型劃分16-17
• 1.2.4 突水防治方法17-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與研究方法18-22
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容18
• 1.3.2 實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)方法18-19
• 1.3.3 技術(shù)路線圖19-22
• 2 15號(hào)煤層水文地質(zhì)環(huán)境22-30
• 2.1 礦井基本情況22-25
• 2.1.1 井田開(kāi)拓22
• 2.1.2 可采煤層22-23
• 2.1.3 地層及構(gòu)造23-25
• 2.2 15號(hào)煤底板水文地質(zhì)概況25-28
• 2.2.1 15號(hào)煤底板承壓范圍25-26
• 2.2.2 主要含水層26
• 2.2.3 主要隔水層26-27
• 2.2.4 地下水補(bǔ)、徑、排條件27-28
• 2.2.5 15號(hào)煤層存在的承壓水問(wèn)題28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 3 1501工作面水文探查30-46
• 3.1 施工1501工作面水文探查鉆孔30-38
• 3.1.1 施工位置的選取30-31
• 3.1.2 施工參數(shù)31-33
• 3.1.3 施工組織與進(jìn)度33-34
• 3.1.4 施工結(jié)果34-38
• 3.2 1501工作面底板巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)試38-44
• 3.2.1 采樣地點(diǎn)及尺寸38-39
• 3.2.2 試驗(yàn)設(shè)備、儀器和材料39-41
• 3.2.3 巖石物理力學(xué)參數(shù)測(cè)定結(jié)果匯總41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 4 帶壓采動(dòng)底板破壞規(guī)律模擬分析46-64
• 4.1 底板突水主控因素選取46-51
• 4.1.1 各主控因素分析46-50
• 4.1.2 選擇主控因素50-51
• 4.2 模擬軟件的選擇51
• 4.2.1 FLAC3D軟件51
• 4.2.2 選用原因51
• 4.3 選取模擬方案和建立模型51-54
• 4.3.1 建模原則51-52
• 4.3.2 選擇模擬方案52
• 4.3.3 模型的建立52-54
• 4.4 底板破壞規(guī)律分析54-62
• 4.4.1 垂直方向的應(yīng)力分布特征分析54-57
• 4.4.2 垂直位移分布特征57-59
• 4.4.3 底板塑性分布特征分析59-62
• 4.5 本章小結(jié)62-64
• 5 工作面底板突水危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)64-74
• 5.1 底板采動(dòng)破壞深度分析64-67
• 5.1.1 塑性理論計(jì)算法64-67
• 5.1.2 經(jīng)驗(yàn)公式法67
• 5.2 突水預(yù)測(cè)67-72
• 5.2.1 突水系數(shù)法68-69
• 5.2.2 理論計(jì)算法69-72
• 5.2.3 預(yù)測(cè)結(jié)果72
• 5.2.4 突水防治建議72
• 5.3 本章小結(jié)72-74
• 6 結(jié)論與不足74-76
• 6.1 結(jié)論74
• 6.2 不足及展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 作者簡(jiǎn)歷80-82
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集82

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