我國神東礦區(qū)蘊含著豐富的礦產資源,近些年礦產資源的大力開發(fā)加劇了該地區(qū)的環(huán)境問題和安全問題。解決這一問題的重要環(huán)節(jié)之一就是掌握該地區(qū)的采動覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律及其分布特征。本文以神東天隆公司霍洛灣礦22202工作面為研究背景,通過整理分析礦壓實測數(shù)據(jù),利用相似模擬實驗、數(shù)值模擬實驗等手段對淺埋煤層覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律及其分布特征進行了研究。首先,論文通過相似模擬實驗對霍洛灣礦22202工作面進行了實驗研究。基于開采沉陷規(guī)律對淺埋煤層工作面的三帶發(fā)育高度進行了預測。并通過過對淺埋煤層覆巖裂隙形態(tài)的觀察,得出了覆巖裂隙形態(tài)的一般分布特征。其次,通過對裂隙網(wǎng)絡的圖像進行處理之后,使用分形維數(shù)對裂隙網(wǎng)絡的形態(tài)參數(shù)進行研究,得出了裂隙網(wǎng)絡形態(tài)參數(shù)演化的一般規(guī)律:（1）采動巖體裂隙的形成、擴展、分布非常復雜,但具有分形特征,可用分形維數(shù)描述采動巖體裂隙網(wǎng)絡在二維空間的分布特征。（2）“三帶”及垂向裂隙區(qū)采動巖體裂隙網(wǎng)絡具有不同的分形維數(shù)特征,垮落帶、離層裂隙帶的分形維數(shù)值高于裂隙帶的分形維數(shù)值,而垂向裂隙區(qū)的分形維數(shù)跨度較大,但總體來說也大于裂隙帶的分形維數(shù)值。（3）分形維數(shù)與開采進度的關系可劃分為3個階... 

【文章來源】：內蒙古科技大學內蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及目的意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 選題目的及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采動覆巖裂隙演化規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.2 采動覆巖裂隙網(wǎng)絡分形特征研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內容、方法及技術路線
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技術路線
        1.3.4 創(chuàng)新點
2 霍洛灣礦煤層地質開采條件
    2.1 礦井概況
        2.1.1 礦井交通與自然地理
        2.1.2 礦井地層
        2.1.3 煤層賦存
    2.2 2-2煤層開采條件分析
        2.2.1 2-2煤層賦存特征
        2.2.2 22202 工作面基本情況
        2.2.3 煤層頂、底板力學性質
        2.2.4 其他開采條件分析
    2.3 本章小結
3 霍洛灣礦22202工作面的相似模擬實驗
    3.1 相似模擬實驗意義
        3.1.1 模擬研究的主要目的和任務
        3.1.2 研究內容
    3.2 相似模擬實驗設計
        3.2.1 模型相似比
        3.2.2 模型材料配比
        3.2.3 模型鋪設及測點布置
    3.3 實驗模擬結果分析
        3.3.1 22202工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律
        3.3.2 22202工作面位移監(jiān)測點變化情況
        3.3.3 22202工作面超前支承壓力變化情況
        3.3.4 2-2煤層上覆巖垮落分帶情況
    3.4 本章小結
4 淺埋煤層覆巖裂隙形態(tài)參數(shù)分形幾何研究
    4.1 分形維數(shù)的計算方法
    4.2 采動裂隙定量描述方法
        4.2.1 裂隙發(fā)育要素
        4.2.2 圖像處理
        4.2.3 分形維數(shù)獲取
    4.3 采動巖體裂隙分形維數(shù)演化規(guī)律
        4.3.1 裂隙網(wǎng)絡發(fā)育過程與工作面推進距離的關系
        4.3.2 不同區(qū)域分維特征
    4.4 本章小結
5 裂隙網(wǎng)絡演化的數(shù)值模擬研究
    5.1 離散單元法簡介
    5.2 計算模型建立
        5.2.1 模型的設計原則
        5.2.2 模型的建立
    5.3 采動巖體裂隙網(wǎng)絡演化數(shù)值模擬結果及分形效應分析
        5.3.1 采動裂隙分形特征
        5.3.2 上覆巖層的開采應力變化分析
        5.3.3 上覆巖層分形維數(shù)隨壓力演化機理分析
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
在學研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]深部開采上覆巖層中采動裂隙網(wǎng)絡演化規(guī)律研究[D]. 王志國.中國礦業(yè)大學（北京） 2011
[2]綜放面頂煤壓裂規(guī)律及成拱機理研究[D]. 魏錦平.太原理工大學 2004



本文編號：3187918