本文關(guān)鍵詞：隱伏陷落柱導(dǎo)水裂隙帶高度研究

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【摘要】：陷落柱是我國華北型煤田發(fā)育的一種特殊地質(zhì)體,導(dǎo)水陷落柱具有難探測、突水量大、治理困難等特點,是我國華北型煤田安全開采的嚴重威脅。本論文通過數(shù)學推導(dǎo)、數(shù)值模擬、相似模擬實驗并結(jié)合實際工程對陷落柱導(dǎo)水裂隙帶進行了詳細的研究。通過將陷落柱頂板視為薄板模型,用數(shù)學推導(dǎo)結(jié)合巖梁理論的思想,推導(dǎo)得出了陷落柱頂板垮落和剪落的極限半徑。分析解釋了陷落柱半徑、巖層厚度、彈性模量和撓度之間的相互影響關(guān)系。當陷落柱垮落接觸下方巖層時,將其視為文科勒基礎(chǔ)板模型,通過推導(dǎo)得出了撓度和應(yīng)力的表達式,并得出了地基系數(shù)和陷落柱導(dǎo)水裂隙帶的關(guān)系式。通過分析陷落柱突水的前兆,選取了水壓、水溫、水質(zhì)和煤變質(zhì)等效應(yīng)作為預(yù)測是否為陷落柱突水的指標,并從理論上論證了這些指標的可行性。用FLAC3d軟件模擬了采動對陷落柱應(yīng)力分布和塑性區(qū)域的影響,得出回采工作面斜下方的塑性破壞最先與陷落柱的塑性區(qū)域相接,角度約為45度,這不僅解釋為了隱伏陷落柱之后突水的機理還提醒我們探放水要向工作面斜下方45度打鉆,更容易探測到陷落柱。相似模擬實驗表明,隨著回采的進行,陷落柱的浸潤曲線會不斷擴大,并且陷落柱頂部和底部的浸潤范圍大于中部,從一定程度上可以解釋陷落柱滯后突水的現(xiàn)象。
【學位授予單位】：華北科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD745

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本文編號：1280649