發(fā)布時(shí)間：2021-07-21 14:23

　　隨著我國(guó)煤炭產(chǎn)能重心向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移,西部礦區(qū)侏羅系煤層頂板水害已成為礦井安全生產(chǎn)的巨大威脅。導(dǎo)水裂隙作為重要的涌水通道對(duì)于工作面頂板水害防治具有決定性的影響。覆巖巖性及其組合結(jié)構(gòu)對(duì)煤層頂板采動(dòng)導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律具有重要的影響作用,開展不同覆巖結(jié)構(gòu)采動(dòng)導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律及其機(jī)理研究具有重要的理論意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。論文在大量文獻(xiàn)調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,分析總結(jié)侏羅系煤層頂板典型地層巖性及其組合特征,提出軟-硬-軟-硬型、軟-軟-硬-硬型、硬-軟-硬-軟型及硬-硬-軟-軟型四種覆巖結(jié)構(gòu)類型。利用二維非連續(xù)介質(zhì)數(shù)值計(jì)算軟件UDEC對(duì)四種覆巖結(jié)構(gòu)類型在三種采高條件下共12種地質(zhì)采礦模型采動(dòng)導(dǎo)水裂隙發(fā)育特征進(jìn)行研究,從而總結(jié)不同覆巖結(jié)構(gòu)采動(dòng)導(dǎo)水裂隙發(fā)育特征;采用材料力學(xué)基本原理及巖梁結(jié)構(gòu)受力模型對(duì)不同覆巖結(jié)構(gòu)采動(dòng)頂板巖層變形破壞進(jìn)行力學(xué)演化過程分析,從而獲得覆巖結(jié)構(gòu)對(duì)導(dǎo)水裂隙發(fā)育規(guī)律產(chǎn)生影響的力學(xué)機(jī)理;并以郭家河煤礦和崔木煤礦兩個(gè)工作面為例開展黃隴煤田采動(dòng)導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度的覆巖結(jié)構(gòu)效應(yīng)研究,證明本文預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)值基本吻合;對(duì)不同覆巖結(jié)構(gòu)與含水層位置關(guān)系進(jìn)行分析,并對(duì)頂板水害特征進(jìn)行了探討,得到如... 

【文章來源】：煤炭科學(xué)研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

論文研究的技術(shù)路線圖

2煤層頂板不同覆巖結(jié)構(gòu)采動(dòng)破壞特征142煤層頂板不同覆巖結(jié)構(gòu)采動(dòng)破壞特征受采礦活動(dòng)影響，煤層覆巖受到地質(zhì)應(yīng)力作用破裂為塊體、裂隙巖體或松散結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力應(yīng)變行為是一種復(fù)雜的非線性力學(xué)過程。數(shù)值分析方法因建模便捷、靈活高效，可系統(tǒng)反映煤層開采過程中覆巖應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)及裂隙演化過程而成為采礦工程領(lǐng)域重要的研究手段。2.1煤層頂板覆巖結(jié)構(gòu)典型模式2.1.1邢邯礦區(qū)主采煤層覆巖結(jié)構(gòu)特征邢邯礦區(qū)是我國(guó)典型的華北型煤田，礦區(qū)可采煤層分布于石炭系太原組及二疊系山西組，礦區(qū)煤炭開采過程中主要受底板奧陶系灰?guī)r含水層威脅。山西組層內(nèi)2煤為礦區(qū)主采煤層，礦區(qū)地層層序及特征如圖2.1所示。圖2.1邢邯礦區(qū)峰峰煤田地層綜合柱狀圖Fig.2.1ComprehensivehistogramofFengfengcoalfieldofXinghanminingarea

煤炭科學(xué)研究總院博士學(xué)位論文212.2.2.1軟-硬-軟-硬型覆巖結(jié)構(gòu)頂板采動(dòng)變形破壞及裂隙發(fā)育特征1）頂板破壞及離層發(fā)育特征(a)推進(jìn)距離10m(b)推進(jìn)距離40m(c)推進(jìn)距離50m(d)推進(jìn)距離80m(e)推進(jìn)距離100m(f)推進(jìn)距離120m圖2.7軟-硬-軟-硬型覆巖結(jié)構(gòu)頂板采動(dòng)變形破壞規(guī)律Fig.2.7Thelawofminingdeformationandfailureofsoft-hard-soft-hardoverburdenstructure由圖2.7可知，隨著工作面不斷推進(jìn)，煤層頂板各巖層由下自上發(fā)生彎曲、下沉及破斷垮落，形成不同的裂隙發(fā)育特征。在采高2.0m條件下，軟-硬-軟-硬型工作面推進(jìn)至50m時(shí)，頂板軟巖1初次垮落、并在軟巖1與硬巖1界面處產(chǎn)生離層空間。隨著工作面不斷推進(jìn)，離層范圍不斷同步擴(kuò)大，當(dāng)工作面推進(jìn)至100m時(shí)，離層空間開始縮小并在工作面推進(jìn)至120m時(shí)，上覆巖層彎曲下沉造成離層裂隙閉合。2）頂板各巖層位移特征

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3295192