本文關(guān)鍵詞：煤層底板隔水層阻抗高壓水侵入機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國淺部煤炭資源的日趨枯竭，深部煤層開采勢在必行。而隨著礦井采掘深度不斷加大，其直接面臨的“三高”問題，即高水壓、高瓦斯、高地應(yīng)力問題日益突顯。怎樣安全有效地把深部煤炭資源從高承壓水威脅中解放出來是深部煤炭資源安全開采的關(guān)鍵。突水系數(shù)法一直是用來評價煤層帶水壓開采可行性的一種傳統(tǒng)且有效的方法，也是多年來研究的熱點問題。但是，從突水系數(shù)演化過程來看，其研究工作主要集中于對煤層底板隔水層本身結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)上，而對底板水壓力作用機理研究較少。實際上，煤層底板高承壓含水層水沿隔水底板巖層向上導(dǎo)升過程中，存在一定的沿程水頭損失和劈裂巖體裂隙的能量損耗，下伏含水層高壓水在底板隔水層下部劈裂導(dǎo)升一定的高度后，在導(dǎo)升段的能量消耗很大，這時作用于有效隔水層段下部的實際水壓已遠遠小于含水層中的觀測水壓，真正作用在有效隔水層上的水壓為殘余水壓P_c，對底板有效隔水層起破壞作用的有效水壓力亦應(yīng)為殘余水壓。因此，研究煤層底板隔水層中殘余水壓的發(fā)展、形成以及分布規(guī)律對深部煤層的帶壓開采條件評價具有重要意義，這也是本論文研究的關(guān)鍵科學(xué)問題。 本論文主要以煤層底板巖層水巖作用理論、巖體中水流能量損耗理論為基礎(chǔ)，論述了承壓水沿煤層底板隔水層侵入導(dǎo)升過程中存在著沿程水頭損失以及裂隙擴展中的能量損耗，提出了殘余水壓概念，并分析了殘余水壓形成機理。通過對煤層底板隔水巖層阻水性能模擬實驗，研究了承壓水在煤層底板隔水層導(dǎo)升過程中水頭壓力損耗變化規(guī)律、分布特征及其與水壓、隔水層水文地質(zhì)與工程地質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系，，提出了新的突水系數(shù)計算方法。 通過理論分析和實驗研究，本文得出以下結(jié)論：高承壓水在沿煤層底板隔水層導(dǎo)升過程中存在著明顯的壓力水頭損失；同一地層條件下，煤層底板承壓水水頭壓力越大其導(dǎo)升過程中的水頭壓力損耗就越大；同一水頭壓力條件下，地層的滲透性越差其阻水能力越強，水流導(dǎo)升過程中的水頭壓力損耗也越大；在同一介質(zhì)中，當(dāng)初始水頭壓力不同時，水流在導(dǎo)升過程中水頭壓力的衰減不同，在同一隔水介質(zhì)中底板含水層水頭壓力越大其沿隔水層導(dǎo)升過程中的水頭損耗也就越大，水頭損耗隨底板隔水層水頭壓力增加而呈遞增趨勢，另外它們相應(yīng)的水頭衰減速率也呈遞增趨勢，煤層底板隔
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)升 能量損耗 水蝕帶 原始裂隙帶 裂隙擴展帶 殘余水壓 突水系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 1 前言8-17
• 1.1 問題的提出及研究意義8-9
• 1.2 前人研究工作回顧與分析9-14
• 1.3 研究的關(guān)鍵技術(shù)問題14-15
• 1.4 本文研究工作的技術(shù)路線15-16
• 1.5 研究工作的主要創(chuàng)新點與成果16-17
• 1.5.1 主要創(chuàng)新點16
• 1.5.2 主要成果16-17
• 2 突水系數(shù)的基本理論問題17-25
• 2.1 突水系數(shù)基本理論的發(fā)展與現(xiàn)狀17-20
• 2.2 目前存在的主要理論研究缺陷20-23
• 2.3 傳統(tǒng)突水系數(shù)概念的修正與完善23-25
• 3 煤層底板水巖作用基本理論研究25-34
• 3.1 動水壓力作用25-28
• 3.1.1 水的沖刷擴裂和搬運充填或破碎物的作用25-26
• 3.1.2 動量作用26-28
• 3.2 靜水壓力作用28-34
• 3.2.1 靜水壓力對巖體的軟化降強作用28-30
• 3.2.2 導(dǎo)升作用30
• 3.2.3 楔劈擴大裂隙作用30-34
• 4 煤層底板承壓水導(dǎo)升能量損耗理論研究34-39
• 4.1 煤層底板水流沿程水頭損失理論研究34-36
• 4.2 煤層底板裂隙擴展中水流能量損耗理論研究36-39
• 5 煤層底板導(dǎo)高帶中殘余水壓形成基本理論研究39-44
• 5.1 導(dǎo)高帶“三帶”劃分理論39-40
• 5.2 導(dǎo)高帶“三帶”中殘余水壓形成機理研究40-44
• 6 巖層阻水性能及殘余水壓分布規(guī)律實驗研究44-59
• 6.1 實驗?zāi)康?/span>44
• 6.2 實驗原理、實驗裝置及模型制作44-48
• 6.2.1 實驗原理44-45
• 6.2.2 實驗裝置45-48
• 6.2.3 實驗?zāi)Ｐ椭谱?/span>48
• 6.3 實驗方法及實驗過程48-49
• 6.3.1 實驗方法48
• 6.3.2 試驗方案48
• 6.3.3 實驗過程48-49
• 6.4 實驗數(shù)據(jù)整理與分析49-59
• 6.4.1 實驗結(jié)果分析49-57
• 6.4.2 煤層底板承壓水頭損耗數(shù)量變化特征57-58
• 6.4.3 煤層底板殘余水壓的計算及突水系數(shù)公式的改進58-59
• 7 新的突水系數(shù)在林南倉礦14煤開采中的應(yīng)用59-64
• 7.1 林南倉礦地質(zhì)及水文地質(zhì)條件概述59-62
• 7.1.1 礦井概況59
• 7.1.2 水文地質(zhì)條件分析59-61
• 7.1.3 開采條件綜合評價61-62
• 7.2 新的突水系數(shù)計算方法在在林南倉14煤開采中的應(yīng)用62-64
• 7.2.1 新的突水系數(shù)計算方法應(yīng)用62-63
• 7.2.1 新的突水系數(shù)與傳統(tǒng)公式計算結(jié)果對比分析63-64
• 8 主要結(jié)論與下一步工作建議64-66
• 8.1 主要結(jié)論64
• 8.2 下一步工作建議64-66
• 主要參考文獻66-68
• 致謝68-69
• 個人簡歷69
• 發(fā)表論文及參加主要科研項目69

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 賀志宏;;地下水突水系數(shù)在安全開采評價中的應(yīng)用缺陷[J];地下水;2012年02期

2 徐智敏;孫亞軍;隋旺華;張國偉;李示;黃鑫磊;;煤層底板寒灰上段隔水性能及水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征[J];采礦與安全工程學(xué)報;2010年03期

3 張向英;;回采過程控制與裂隙導(dǎo)升型底板突水的預(yù)防[J];河北煤炭;2013年01期

4 孫建;王連國;唐芙蓉;沈義峰;龔世龍;;傾斜煤層底板破壞特征的微震監(jiān)測[J];巖土力學(xué);2011年05期

5 孫建;王連國;侯化強;;底板復(fù)合隔水關(guān)鍵層的隔水性能研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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2 徐智敏;深部開采底板破壞及高承壓突水模式、前兆與防治[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

3 徐德金;高承壓含水層上煤層開采底板斷裂活化致災(zāi)機制[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馮磊;承壓水上采動工作面底板變形破壞規(guī)律研究[D];安徽理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：煤層底板隔水層阻抗高壓水侵入機理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：259367