本文關(guān)鍵詞：采動(dòng)覆巖裂隙場發(fā)育演化規(guī)律模擬實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：由于采動(dòng)作用影響,在覆巖中產(chǎn)生采動(dòng)裂隙場,這些裂隙相互連通,給瓦斯運(yùn)移提供了通道和貯存瓦斯的空間。根據(jù)裂隙在覆巖中的分布特征,判別瓦斯富集區(qū)和瓦斯運(yùn)移通道,為解瓦斯災(zāi)害問題,就需要研究采動(dòng)覆巖裂隙的演化規(guī)律。利用相似材料物理實(shí)驗(yàn)對采場覆巖移動(dòng)垮落規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,利用FLAC3D軟件對采場覆巖應(yīng)力場分布進(jìn)行了模擬研究,利用UDEC離散元軟件對采場覆巖裂隙分布形態(tài)展開分析研究,得出以下結(jié)論:(1)利用物理相似實(shí)驗(yàn)研究了上覆移動(dòng)破壞過程,結(jié)合離層率曲線對裂隙的發(fā)育-張開-閉合演化過程進(jìn)行分析,把裂隙演化過程分成單波峰階段、雙駝峰階段和整體壓實(shí)階段三個(gè)階段;利用數(shù)字近景測量技術(shù),分析裂隙在覆巖中的空間分布特征,得出梯形裂隙帶和裂隙壓實(shí)帶;在采動(dòng)過程中,開切眼端破斷裂隙經(jīng)歷“發(fā)育-擴(kuò)張”過程;由于工作面端的破斷裂隙會(huì)隨著開挖距離的持續(xù)推進(jìn)而向前發(fā)育產(chǎn)生新裂隙,工作面端的破斷裂隙整體上經(jīng)歷兩個(gè)階段的過程,第一階段(開挖工作停止期間):“發(fā)育-擴(kuò)張”,第二階段(開挖工作進(jìn)行期間):“擴(kuò)張-閉合”的動(dòng)態(tài)過程;而位于采空區(qū)中間位置上方覆巖的裂隙經(jīng)歷了“發(fā)育-張開-閉合”的過程。(2)利用FLAC3D軟件對采場垂直應(yīng)力演化規(guī)律進(jìn)行了研究,在開挖距離較短時(shí)候,在上覆和下伏巖層中形成“拱”形的卸壓區(qū),并隨著開挖加大而卸壓范圍加大,當(dāng)頂板與底板的接觸后,在采空區(qū)巖石與矸石上形成力的傳遞,采空區(qū)中部應(yīng)力恢復(fù);并在開切眼與工作面兩端形成應(yīng)力集中區(qū),將沿著推進(jìn)方向?qū)⑸细埠拖路鼛r層應(yīng)力演化過程可以分成兩個(gè)階段:(a)觸矸壓實(shí)未出現(xiàn)階段:原巖應(yīng)力區(qū)—應(yīng)力集中區(qū)—卸壓區(qū);(b)觸矸壓實(shí)出現(xiàn)階段:原巖應(yīng)力區(qū)—應(yīng)力集中區(qū)—卸壓區(qū)—恢復(fù)區(qū)。(3)利用UDEC離散元軟件對采動(dòng)裂隙場裂隙分布特征進(jìn)行了模擬研究,分析了上覆巖層的變形—離層—失穩(wěn)垮落的演化過程。開挖距離較短,開切眼與工作面兩端煤壁形成簡支梁,在巖梁中部產(chǎn)生離層裂隙,隨著推進(jìn)距離的加大,巖梁離層現(xiàn)象加大,一旦超過巖梁得極限時(shí),便在工作面與開切眼兩側(cè)形成破斷裂隙,但處于采空區(qū)中央位置的裂隙會(huì)隨著推進(jìn)距離加大開始趨于閉合。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD325;TD712

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本文編號：1304816