本文關(guān)鍵詞：淺埋近距煤層重復(fù)擾動(dòng)區(qū)覆巖導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律及其控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)》 2015年

淺埋近距煤層重復(fù)擾動(dòng)區(qū)覆巖導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律及其控制

金志遠(yuǎn)  

【摘要】：論文針對(duì)我國(guó)西北礦區(qū)部分淺埋煤層的第1層主采煤層已經(jīng)采完,第2層主采煤層已經(jīng)或即將大規(guī)模開采的現(xiàn)狀,綜合運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、相似模擬、數(shù)值計(jì)算、理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等研究方法,對(duì)淺埋近距煤層重復(fù)擾動(dòng)區(qū)覆巖導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律及其控制進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究,其成果可為淺埋近距煤層保水開采提供借鑒。論文主要研究成果如下:(1)在淺埋條件下,從近距煤層下層煤開采對(duì)上層煤覆巖導(dǎo)水裂隙二次發(fā)育影響的角度考慮,對(duì)淺埋近距煤層和重復(fù)擾動(dòng)區(qū)的定義進(jìn)行了界定�；诔Ｒ�(guī)淺埋單一煤層的分類方法,將淺埋近距煤層分為三類,其中第Ⅰ類和第Ⅱ類淺埋近距煤層為主要研究對(duì)象。(2)研制了非親水性隔水層相似材料,采用物理相似模擬固體實(shí)驗(yàn)和固液耦合實(shí)驗(yàn),且將煤巖體紅外輻射探測(cè)技術(shù)引入到物理相似模擬覆巖裂隙滲流試驗(yàn)中,并結(jié)合數(shù)值模擬固液耦合實(shí)驗(yàn),弄清了淺埋近距煤層重復(fù)擾動(dòng)區(qū)覆巖導(dǎo)水裂隙的發(fā)育及滲流規(guī)律。對(duì)于第Ⅱ類淺埋近距煤層,下煤層開采過(guò)程中,淺埋近距煤層上煤層開采后已壓實(shí)穩(wěn)定的覆巖導(dǎo)水裂隙會(huì)二次發(fā)育,不同開采區(qū)域的覆巖導(dǎo)水裂隙發(fā)育程度不同。開采邊界的隔水層裂隙在上煤層開采過(guò)程中或采后能夠彌合,但在下煤層開采過(guò)程中較難彌合,采空區(qū)中部的隔水層裂隙在巖層回轉(zhuǎn)擠壓下較易彌合。(3)建立覆巖力學(xué)模型,分析了巖層破斷或拉伸破壞時(shí)的極限破斷步距與其下方有效下沉空間高度之間的關(guān)系;提出了隔水層無(wú)荷側(cè)向約束膨脹伸長(zhǎng)量,以及隔水層等效裂隙寬度的概念,建立了隔水層裂隙寬度與其最大下沉值之間的關(guān)系式,分析了隔水層裂隙張開-彌合的發(fā)育機(jī)理,進(jìn)而揭示了重復(fù)擾動(dòng)區(qū)覆巖導(dǎo)水裂隙的發(fā)育機(jī)理。(4)針對(duì)第Ⅱ類淺埋近距煤層,考慮巖層移動(dòng)邊界角和充分采動(dòng)角,確定了隔水層不產(chǎn)生導(dǎo)水裂隙的下煤層臨界內(nèi)、外錯(cuò)距的合理取值范圍,給出了內(nèi)錯(cuò)布置條件下隔水層不產(chǎn)生導(dǎo)水裂隙的臨界層采比的計(jì)算方法;提出了水資源易流失區(qū)域(保水開采薄弱區(qū))的消除、轉(zhuǎn)移和局部處理等控制方法(包括“一分為二、窄區(qū)段煤柱、錯(cuò)開同采法”和開采邊界臺(tái)階式局部充填法),進(jìn)行了采區(qū)(盤)區(qū)工作面保水開采布置設(shè)計(jì),且給出了關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的計(jì)算方法;并進(jìn)行了保水開采適用條件分類。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD325
【目錄】：

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本文編號(hào)：178198