本文選題：煤礦開采　切入點(diǎn)：采場空間　出處：《南京大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：在我國煤礦開采過程中,工作面回采過程中圍巖變形和破壞規(guī)律的研究是一個(gè)傳統(tǒng)的、基礎(chǔ)性課題。在煤層開采過程中,準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)圍巖應(yīng)力場和變形場的分布及變化特征,這對(duì)于保障煤炭的安全高效開采以及解決深部開采中所面臨的突出問題具有重要的意義。本文采用現(xiàn)場實(shí)測與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)潘一東礦1231(1)工作面回采過程中圍巖的變形及破壞規(guī)律進(jìn)行了深入研究。將BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,布里淵光時(shí)域反射計(jì))分布式光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于煤層采動(dòng)影響下圍巖變形的分布式感測,獲得了采動(dòng)過程中圍巖的應(yīng)變數(shù)據(jù),通過對(duì)傳感光纜應(yīng)變分布特征和變化規(guī)律的分析,得到了圍巖的變形、破壞情況,并結(jié)合 FLAC~(3D)構(gòu)建了采場空間三維應(yīng)力場、變形場。取得的成果如下:(1)提出了基于BOTDR技術(shù)的采動(dòng)圍巖變形分布式監(jiān)測方法。(2)根據(jù)感測光纜的應(yīng)變分布及變化情況,分析了采場空間支承壓力的分布特征:工作面超前支承壓力的影響范圍約為115～120m,明顯影響范圍約為70～90m,劇烈影響范圍約為25～35m,應(yīng)力峰值深入煤壁4～12m。(3)建立了潘一東礦1231(1)工作面 FLAC~(3D)數(shù)值計(jì)算模型,根據(jù)計(jì)算和實(shí)測變形分布的相關(guān)系數(shù)和最大相對(duì)誤差的一致性檢驗(yàn),對(duì)模型計(jì)算參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,計(jì)算得到了采場空間應(yīng)力分布特征、塑性區(qū)的范圍、頂?shù)装甯矌r位移變化規(guī)律及超前支承壓力的影響范圍。數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果基本一致�？傊�,采用BOTDR分布式光纖傳感技術(shù)可以得到采場空間的變形、破壞特征,通過與數(shù)值模擬相結(jié)合,可以獲得工作面回采過程過程中,采場變形場和應(yīng)力場的空間分布及變化規(guī)律。本次研究為采動(dòng)影響下巷道圍巖變形的探測和分析提供了一種新方法。
[Abstract]:In the process of coal mining in our country, it is a traditional and basic task to study the law of surrounding rock deformation and failure in the mining process of coal face.In the process of coal seam mining, it is of great significance to accurately understand the distribution and variation characteristics of surrounding rock stress field and deformation field, which is of great significance to ensure the safe and efficient mining of coal and to solve the outstanding problems in deep mining.Based on the method of field measurement and numerical simulation, the deformation and failure law of surrounding rock in 1231DU 1) face of Panyidong Coal Mine are studied in this paper.BOTDR(Brillouin Optical Time Domain reflection time domain reflectometer (Brillouin optical time domain reflectometer) is applied to the distributed sensing of surrounding rock deformation under the influence of coal seam mining, and the strain data of surrounding rock during mining are obtained.Based on the analysis of strain distribution and variation law of sensing optical cable, the deformation and failure of surrounding rock are obtained, and the three-dimensional stress field and deformation field in stope space are constructed by combining with FLACU (3D).The results obtained are as follows: (1) the distributed monitoring method of mining surrounding rock deformation based on BOTDR technology is proposed. (2) according to the strain distribution and variation of sensing optical cable,The distribution characteristics of spatial supporting pressure in stope are analyzed: the influence range of leading support pressure in working face is about 115 ~ 120 m, the obvious influence range is about 70 ~ 90 m, the violent influence range is about 25 ~ 35 m, and the peak stress is deep into coal wall (4 ~ 12 路m ~ (3))A numerical model of plane FLACU (3D),Based on the consistency test of correlation coefficient and maximum relative error between calculated and measured deformation distribution, the model calculation parameters are optimized, and the spatial stress distribution characteristics and the range of plastic zone of stope are obtained.The change law of roof and floor overburden and the influence range of leading support pressure.The numerical simulation results are in good agreement with the field measurements.In a word, the deformation and damage characteristics of stope space can be obtained by using BOTDR distributed optical fiber sensing technology. By combining with numerical simulation, the process of mining face can be obtained.Spatial distribution and variation of deformation field and stress field in stope.This study provides a new method for detecting and analyzing the surrounding rock deformation of roadway under the influence of mining.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD315

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本文編號(hào)：1717238