【摘要】：隨著煤層采動的進行,頂板覆巖產(chǎn)生垮落帶與導水裂縫帶,底板覆巖產(chǎn)生破壞變形,若裂隙發(fā)育至煤層附近隱伏含水層,將會導致突水事故的發(fā)生,因此對覆巖破壞探測技術(shù)的研究具有十分重要的意義。覆巖的破壞會導致其電性發(fā)生明顯變化,采用地電場方法對覆巖破壞進行研究,具有針對性。論文分別研究了全空間視電阻率法、鉆孔視電阻率超前探測以及自然電位法在覆巖破壞探測中的響應,綜合三種方法對覆巖破壞發(fā)育進行探測,為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。通過研究覆巖破壞時電阻率變化規(guī)律及破壞帶發(fā)育高度經(jīng)驗公式,建立不同頂板巖性、不同采厚、不同采動階段的覆巖破壞地電模型,進行正演模擬后得到:隨采動進入不同階段,模型視電阻率發(fā)生相應的升高,其中垮落帶電阻率可升高至4倍(以砂巖為背景),導水裂隙帶電阻率升高至11倍(以泥巖為背景),結(jié)合工程研究,現(xiàn)場探測垮落帶視電阻率升高6倍(以泥巖為背景)。建立鉆孔全空間電法超前探模型,改變異常體位置進行正演模擬,將模擬所得電阻率極值位置與異常設定位置進行對比后得到超前探線性系數(shù)范圍為0.1~0.33。進行鉆孔全空間電法超前探現(xiàn)場實驗,所得線性系數(shù)范圍為0.14~0.34。數(shù)值模擬與現(xiàn)場實驗所得線性系數(shù)范圍相互映證。結(jié)合工程研究,提出了鉆孔巖性自訓練超前探測法,利用自訓練的線性系數(shù)對超前探范圍作出調(diào)整,解決了鉆孔垂直控制高度不夠?qū)е虏荒芴綔y孔外裂隙帶的工程難題。研究自然電位形式解,認識到覆巖破裂導致巖層電阻率梯度變化,進而導致自然電位發(fā)生相應改變;天然滲流自然電位監(jiān)測實驗發(fā)現(xiàn):滲流發(fā)生時自然電位整體下降,滲流結(jié)束時自然電位恢復原狀,證明自然電位受巖性電阻率的控制且具有反映裂隙滲流的能力。提出了工程實際監(jiān)測過程中,自然電位數(shù)據(jù)的采集、處理、分析方法,利用自然電位法對覆巖破壞狀態(tài)作出評價。本文分別利用數(shù)值模擬,現(xiàn)場實驗以及工程實例,對直流電法覆巖破壞探測關(guān)鍵技術(shù)進行研究,研究認為:首先利用視電阻率技術(shù)對破壞帶發(fā)育高度進行初步探測,若鉆孔垂直控制高度低于破壞帶發(fā)育高度,則利用全空間電法超前探技術(shù)進行補充探測,最后利用自然電位法對覆巖破裂與滲流情況進行判斷,綜合利用三種方法對采動覆巖破壞進行長期監(jiān)測,能準確判斷覆巖破壞過程,可有效預測預報頂?shù)装逅κ鹿�。該論文有圖66幅,表13個,參考文獻94篇
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1 破壞帶分布示意圖Figure 2-1 Distribution Diagram of Damage Zone1）冒落帶冒落帶是指用全部垮落法處理頂板時，，回采工作面進行放頂后引起煤層板覆巖發(fā)生破壞的范圍。回采工作面進行放頂處理后導致煤層直接頂板覆
【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】：2019
【分類號】：TD325;P631.3

【參考文獻】

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本文編號：2692128