本文關(guān)鍵詞：山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形機理研究

  更多相關(guān)文章： 山區(qū)公路局部充填 力學特性測試 力學模型 相似試驗 變形機理

【摘要】：高效充填開采沉陷控制和礦區(qū)生態(tài)修復已成為煤炭行業(yè)和國家的重大需求,被列為“十三五”重點科技發(fā)展領(lǐng)域和重大關(guān)鍵技術(shù),其中山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形機理作為應用基礎已成為亟需開展的重要研究工作之一。本文以常興礦區(qū)為工程研究背景,綜合運用實驗室實驗、理論分析、數(shù)值計算、相似材料模擬等手段,系統(tǒng)地分析了山區(qū)公路下局部充填開采覆巖變形規(guī)律和應力分布特征,揭示其變形機理,取得了以下研究成果和創(chuàng)新點:(1)開展了物理力學特性實驗研究,得到了煤(巖)試樣的密度、單(三)軸抗壓抗拉強度、彈性模量、內(nèi)摩擦角和粘聚力等參數(shù);通過大量對比試驗,得到了充填體強度隨著灰水比、灰石比以及膠結(jié)材料種類等影響因素的變化規(guī)律;分析了試樣在實驗過程中的變形和破壞特征。(2)建立了山區(qū)公路下開采頂板周期破斷力學模型,分析了頂板內(nèi)應力分布規(guī)律,得到了周期破斷步距隨開采距離和山坡角度的變化關(guān)系;建立局部充填坡體滑移力學模型,得到了潛在滑移區(qū)域沿坡向上的擴展范圍和影響因素。(3)構(gòu)建了山區(qū)公路淺埋局部充填覆巖變形三維數(shù)值計算模型,采用控制單一變量法,系統(tǒng)研究了開采方向、充填距離、充填位置、開采高度、山坡角度等因素對覆巖位移變化規(guī)律和應力分布特征的影響規(guī)律,揭示了局部充填覆巖變形機理。(4)制作了山區(qū)公路淺埋局部充填覆巖變形的相似材料模型,研究了全部密實充填覆巖變形和應力分布;改變模型開采方向,研究了迎坡背坡時覆巖變形規(guī)律,揭示了覆巖運移機理;通過對不同充填距離相似模擬試驗,研究了山區(qū)公路淺埋煤層開采時局部充填距離對覆巖變形及應力影響規(guī)律。對試驗數(shù)據(jù)進行分析,得到了滿足國家規(guī)范要求的最小充填距離。
【關(guān)鍵詞】：山區(qū)公路局部充填 力學特性測試 力學模型 相似試驗 變形機理
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD823.7
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 1 緒論19-27
• 1.1 研究的背景與意義19-20
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
• 1.3 研究內(nèi)容與研究路線24-27
• 2 試樣物理力學特性試驗27-46
• 2.1 試驗設計27-29
• 2.2 煤巖樣物理力學特性29-37
• 2.3 加載聲發(fā)射特性分析37-38
• 2.4 充填材料力學特性38-45
• 2.5 本章小結(jié)45-46
• 3 山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形理論分析46-55
• 3.1 山體下開采周期破斷規(guī)律分析46-52
• 3.2 局部充填開采坡體滑移力學分析52-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 4 山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形規(guī)律研究55-97
• 4.1 數(shù)值計算模型建立55-58
• 4.2 開采方向覆巖影響規(guī)律研究58-67
• 4.3 充填距離覆巖影響規(guī)律研究67-79
• 4.4 充填位置覆巖影響規(guī)律研究79-83
• 4.5 充填采高覆巖影響規(guī)律研究83-88
• 4.6 坡角變化覆巖破壞規(guī)律研究88-95
• 4.7 本章小結(jié)95-97
• 5 山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填覆巖運移相似試驗研究97-131
• 5.1 試驗模型設計97-100
• 5.2 全部充填覆巖變形機理100-108
• 5.3 構(gòu)造開采覆巖變形機理108-121
• 5.4 局部充填覆巖變形機理121-130
• 5.5 本章小結(jié)130-131
• 6 結(jié)論131-133
• 參考文獻133-139
• 作者簡歷139-141
• 學位論文數(shù)據(jù)集141

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