本文關鍵詞：近淺埋煤層保水開采覆巖運動模擬研究與實測，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 榆神府礦區(qū)是我國最大的現(xiàn)代化能源基地,埋深淺、上覆厚松散層是該礦區(qū)的典型賦存特征,工作面采動容易導致地表潛水流失,破壞地表生態(tài)環(huán)境。綠色開采是采礦技術今后的發(fā)展方向,保水開采是實施綠色開采的重要環(huán)節(jié)。開展近淺埋煤層保水開采的研究與實踐,具有重要的學術價值和社會意義。 本文以榆神府礦區(qū)榆樹灣井田地質條件為背景,以國家自然科學基金項目“淺埋煤層地表隔水層的采動隔水性研究(No.50574074)”和橫向項目“榆樹灣煤礦首分層大采高礦壓及保水開采研究”為依托,通過物理相似模擬和理論分析相結合的方法,開發(fā)了隔水層應力應變全程相似模擬技術,通過模擬實驗掌握了榆樹灣煤礦近淺埋煤層保水開采覆巖運動基本規(guī)律,分析了隔水層的穩(wěn)定性和保水開采的可行性。通過保水開采實踐和實測,掌握了工作面的淋水及礦壓顯現(xiàn)基本規(guī)律,驗證了模擬實驗研究的正確性。 論文系統(tǒng)分析了礦區(qū)地質條件,測定了隔水層的物理力學性能,獲得了隔水層巖樣的應力應變全程曲線;基于隔水層性質,分析了隔水層模擬的關鍵是必須實現(xiàn)應力應變全程相似,特別是塑性變形相似,據(jù)此提出了隔水層相似指標并給定了相似條件,發(fā)展了相似模擬技術。根據(jù)隔水層性質,實驗確定了隔水層相似材料及其配比規(guī)律,實現(xiàn)了粘土類隔水層的應力應變全程相似模擬。以榆樹灣井田為研究對象,通過相似模擬實驗,驗證了隔水層相似材料及配比選取的正確性。通過物理相似模擬,揭示了榆樹灣近淺埋煤層保水開采的覆巖運動基本規(guī)律,分析了巖層運動的“三帶”特征。實驗得出,近淺埋煤層頂板基巖關鍵層的運動對隔水層穩(wěn)定性具有明顯作用,粘土和黃土隔水層是保水開采的隔水關鍵層。在采高5m時,隔水層運動為整體彎曲下沉,隔水層的隔水性未受到破壞,隔水層總體穩(wěn)定,可實現(xiàn)保水開采。 根據(jù)模擬實驗,在近淺埋煤層榆樹灣煤礦開展了實測,獲得了工作面的礦壓顯現(xiàn)基本規(guī)律及頂板淋水規(guī)律,實測結果驗證了理論分析及模擬實驗結論的正確性。本論文研究為保水開采研究與實踐提供了實驗方法和實踐經驗,可為類似研究與實踐提供借鑒。
【關鍵詞】：近淺埋煤層 相似模擬 覆巖運動 保水開采 現(xiàn)場實測
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TD315
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 選題背景及研究的意義11-12
• 1.2 淺埋煤層國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 近淺埋煤層的概念12
• 1.2.2 淺埋煤層的國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 淺埋煤層國內研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 物理相似模擬實驗的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢15-17
• 1.3.1 脆性材料物理相似模擬的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 塑性材料的物理相似模擬研究現(xiàn)狀16
• 1.3.3 保水開采隔水層的物理相似模擬研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本文的研究內容及技術路線17-19
• 1.4.1 研究內容17
• 1.4.2 研究的技術路線17-19
• 2 礦區(qū)地質條件及隔水土層性能測定19-36
• 2.1 榆神府礦區(qū)地質概況19-20
• 2.2 榆神府礦區(qū)工程地質特征分析20-27
• 2.3 榆樹灣井田地質概況27-31
• 2.3.1 井田地層概況27-28
• 2.3.2 井田地質概況28-31
• 2.4 粘土隔水層性能分析31-35
• 2.4.1 粘土層性質特征分析31-32
• 2.4.2 隔水層土樣力學性能測定32-35
• 2.5 本章小結35-36
• 3 隔水層應力應變全程相似模擬技術開發(fā)36-45
• 3.1 隔水層應力應變全程相似條件分析36-39
• 3.1.1 彈性階段相似條件的確定36-37
• 3.1.2 塑性階段相似條件的確定37-38
• 3.1.3 巖樣與模型參數(shù)對照38-39
• 3.2 相似材料的選擇39
• 3.2.1 相似材料選取的基本原則39
• 3.2.2 相似材料的選取39
• 3.3 相似配比實驗39-40
• 3.4 相似材料的應力應變規(guī)律40-44
• 3.5 本章小結44-45
• 4 近淺埋煤層保水開采覆巖運動規(guī)律物理模擬研究45-60
• 4.1 實驗目的45
• 4.2 實驗原型地質概況45-48
• 4.2.1 所選20102 工作面概況45
• 4.2.2 模型工作面參數(shù)的確定45-48
• 4.3 物理相似模擬實驗設計48-50
• 4.3.1 相似條件48-49
• 4.3.2 相似材料及配比49-50
• 4.3.3 實驗方案50
• 4.4 實驗結果分析50-59
• 4.4.1 基巖運動與來壓規(guī)律51-56
• 4.4.2 隔水層運動與裂隙發(fā)育規(guī)律56-58
• 4.4.3 “三帶”分析58-59
• 4.5 本章小結59-60
• 5 近淺埋煤層覆巖運動對保水開采及礦壓規(guī)律的影響分析60-64
• 5.1 關鍵層的影響60-61
• 5.2 頂板結構的影響61-62
• 5.3 下沉梯度的影響62-63
• 5.4 本章小結63-64
• 6 近淺埋煤層榆樹灣煤礦保水開采實踐與工作面實測64-76
• 6.1 榆樹灣保水開采實踐64-67
• 6.1.1 榆樹灣20102 工作面資料64-66
• 6.1.2 榆樹灣20102 工作面保水開采實踐66-67
• 6.2 現(xiàn)場工作面實測計劃67-69
• 6.2.1 實測目的67-68
• 6.2.2 工作面觀測內容68
• 6.2.3 觀測方法與記錄表68-69
• 6.3 工作面推進過程的來壓規(guī)律69-71
• 6.3.1 工作面來壓規(guī)律69-70
• 6.3.2 工作面來壓分布特征70-71
• 6.4 工作面推進過程的淋水規(guī)律71-72
• 6.5 液壓支架循環(huán)特性規(guī)律72-74
• 6.5.1 觀測支架的選擇72
• 6.5.2 支架循環(huán)特性規(guī)律72-74
• 6.6 模擬實驗與現(xiàn)場實測綜合對比分析74-75
• 6.6.1 模擬實驗的模型與現(xiàn)場原型的差異74
• 6.6.2 實驗與實測對比分析74-75
• 6.7 本章小結75-76
• 7 主要結論76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-81
• 附錄81

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹光志,張衛(wèi)中,張東明,蔡侯榮;煤礦開采巖層移動的相似模擬實驗及數(shù)值分析[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2004年02期

2 王向倫,李浩蕩,韓桂武;放頂煤開采工藝的三維相似模擬[J];采礦技術;2004年02期

3 賈劍青,王宏圖,唐建新;采煤工作面采動裂隙帶的確定方法[J];中國礦業(yè);2004年11期

4 張杰;;相似模擬實驗材料的流固耦合參數(shù)測試[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2010年04期

5 李剛,梁冰,李鳳儀;大柳塔煤礦12305工作面覆巖活動規(guī)律的相似模擬[J];黑龍江科技學院學報;2005年05期

6 王懷文;周宏偉;左建平;王志國;謝和平;;光測方法在巖層移動相似模擬實驗中的應用[J];煤炭學報;2006年03期

7 杜翠鳳;王賓;劉志軍;梅林芳;盛建紅;;露天轉地下開采覆蓋層漏風特性的實驗研究[J];金屬礦山;2009年08期

8 易典;李想;;深立井硐室群動態(tài)二維物理模型實驗[J];山東煤炭科技;2009年05期

9 徐劍坤;馬文頂;王恩元;王超;彭威;;數(shù)碼位移測量儀及其在相似模擬實驗中的應用[J];采礦與安全工程學報;2011年03期

10 趙兵朝;趙國梁;李瑞斌;;全站儀在開采沉陷三維相似模擬實驗中的應用[J];西安科技大學學報;2007年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 孫留濤;李增華;楊永良;劉震;;基于瓦斯抽放的采空區(qū)頂板垮落規(guī)律相似模擬實驗研究[A];煤炭開采新理論與新技術——中國煤炭學會開采專業(yè)委員會2010年學術年會論文集[C];2010年

2 楊冬鵬;梁冰;孫維吉;;拋擲爆破對內排土場邊坡穩(wěn)定性影響的實驗模擬研究[A];第一屆全國工程安全與防護學術會議論文集[C];2008年

3 王金莊;;開采沉陷與建(構)筑物下采煤研究的回顧與展望[A];第七屆全國礦山測量學術會議論文集[C];2007年

4 張濤;周宏偉;丁靖洋;劉金峰;張翠芳;;分形方法在描述深部開采上覆巖層裂隙發(fā)育規(guī)律中的應用[A];北京力學會第17屆學術年會論文集[C];2011年

5 張永波;崔海英;;老采空區(qū)覆巖失穩(wěn)“活化”機理的實驗研究[A];中國地質學會工程地質專業(yè)委員會2007年學術年會暨“生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)工程地質”學術論壇論文集[C];2007年

6 張永波;何萬龍;張利民;;基于采空區(qū)活化變形規(guī)律分析的注漿處治范圍確定方法研究[A];2010年全國工程地質學術年會暨“工程地質與海西建設”學術大會論文集[C];2010年

7 李樹剛;林海飛;成連華;;采動裂隙橢拋帶中瓦斯?jié)舛确植家?guī)律研究[A];中國煤炭學會煤礦安全專業(yè)委員會2004年學術年會論文集[C];2004年

8 黃慶享;劉素花;張沛;黃克軍;;淺埋煤層局部充填開采的地表移動規(guī)律模擬[A];安全高效礦井建設與開采技術——陜西省煤炭學會學術年會論文集(2010)[C];2010年

9 郝剛;吳侃;鄭汝育;;地面荷載作用下老采空區(qū)上方覆巖的移動規(guī)律[A];2010全國“三下”采煤與土地復墾學術會議論文集[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 陳長華;基于模糊滲流理論的采場自然發(fā)火位置預測模型及其相似模擬研究[D];遼寧工程技術大學;2004年

2 魏世明;巖體變形光纖光柵傳感檢測的理論與方法研究[D];西安科技大學;2008年

3 劉俊峰;兩柱掩護式大采高強力液壓支架適應性研究[D];煤炭科學研究總院;2006年

4 林海飛;綜放開采覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運移規(guī)律及工程應用[D];西安科技大學;2009年

5 衛(wèi)曉君;“三下”條帶開采局部化災害監(jiān)測基礎研究[D];西安科技大學;2009年

6 郜進海;薄層狀巨厚復合頂板回采巷道錨桿錨索支護理論及應用研究[D];太原理工大學;2005年

7 馮國瑞;殘采區(qū)上行開采基礎理論及應用研究[D];太原理工大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡火明;近淺埋煤層保水開采覆巖運動模擬研究與實測[D];西安科技大學;2009年

2 魏世明;相似模擬實驗中的光纖光柵傳感測試研究[D];西安科技大學;2004年

3 李想;深立井連接硐室群動態(tài)響應規(guī)律的模型實驗研究[D];安徽理工大學;2009年

4 張沛;淺埋煤層上覆厚沙土層采動載荷傳遞機理研究[D];西安科技大學;2004年

5 張海燕;基于SVM的采空區(qū)圍巖穩(wěn)定性預測研究[D];西安科技大學;2007年

6 謝大平;淺埋煤層長壁開采頂板結構穩(wěn)定性分析[D];西安科技大學;2008年

7 劉文崗;淺埋煤層砂土層載荷傳遞機理研究[D];西安科技大學;2003年

8 許振華;片理結構巖體采場穩(wěn)定性研究[D];江西理工大學;2007年

9 鄧明;相似模擬實驗中光纖光柵測試的溫度補償方法[D];西安科技大學;2006年

10 胡光林;急傾斜堅硬頂板中厚煤層防水煤柱合理留設研究[D];重慶大學;2005年

  本文關鍵詞：近淺埋煤層保水開采覆巖運動模擬研究與實測，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：342362