论文摘要
岩层采动破断裂隙是构成矿井突水通道的主要影响因素,采动岩体裂隙演化规律为判断矿井突水发生条件、进行矿井突水预测和制订矿井水害防治对策提供了重要理论基础。因此,深入研究导水裂隙带高度及其影响因素具有重要的理论价值和工程意义。本文在总结分析前人研究成果的基础上,运用理论分析、物理模拟、数值模拟和现场实测等研究方法,以神东矿区补连塔煤矿四盘区顶板异常突水灾害问题为工程背景,应用岩层控制的关键层理论,研究了覆岩主关键层位置及关键层破断块体结构运动对顶板导水裂隙带发育高度和动态演化的影响。结果表明:主关键层位置不同,对覆岩顶板导水裂隙带发育高度有较大的影响。同等条件下,主关键层位于下位要比主关键层位于上位对应的导水裂隙带高度更大。主关键层位于下位时,主关键层的破断使得顶板导水裂隙带高度发生跳跃式突变。关键层周期性破断及块体结构运动使关键层上覆岩层导水裂隙发育一直处于“产生——发育——闭合稳定——产生”的循环过程。同时探明了补连塔煤矿31401工作面顶板导水裂隙带高度,阐述了主关键层周期性破断块体结构运动同水文观测孔的水位变化之间的应对关系,揭示了四盘区异常突水机理,并预测出四盘区1-2煤的突水危险性区域,提出了31401工作面未提前回撤和取消布置疏放水钻孔的后续开采方案。本文的研究成果已在补连塔煤矿四盘区31401工作面开采中得到了验证,现场应用取得了良好的经济效益。
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致谢摘要Abstract1 绪论1.1 问题的提出与研究意义1.2 国内外研究现状1.2.1 覆岩采动破坏的基本规律1.2.2 岩层控制的关键层理论1.2.3 顶板导水裂隙发育规律与突水防治理论1.3 主要研究内容与技术路线1.3.1 主要研究内容1.3.2 研究方法与技术路线2 覆岩主关键层位置对导水裂隙带高度影响的相似材料模拟研究2.1 相似材料模拟实验目的2.2 相似材料模拟理论2.3 实验方案设计2.3.1 确定相似材料模拟系数2.3.2 实验岩层岩性参数的选取2.3.3 确定相似材料模拟实验方案2.3.4 实验中所需要的仪器2.3.5 相似材料的选取2.4 相似材料模拟结果与分析2.4.1 实验结果照片与分析2.4.2 导水裂隙带发育规律分析2.5 本章小结3 关键层破断块体结构运动对导水裂隙演化影响的数值模拟研究3.1 关键层破断块体结构运动对导水裂隙演化影响的二维离散元模拟2D软件简介'>3.1.1 UDEC2D软件简介3.1.2 模拟模型建立3.1.3 模拟结果与分析3.2 关键层破断块体结构运动对导水裂隙演化影响的三维离散元模拟3.2.1 3DEC 软件简介3.2.2 模拟模型的建立3.2.3 模拟结果与分析3.3 本章小结4 覆岩主关键层对导水裂隙带高度影响的工程探测研究4.1 工程探测工作面的开采条件4.1.1 补连塔煤矿31401 工作面地质概况4.1.2 补连塔煤矿31401 工作面开采条件4.2 覆岩主关键层位置的理论判别4.2.1 关键层位置的判别理论4.2.2 关键层软件KSPB 简介4.2.3 主关键层位置的判定4.3 顶板导水裂隙带高度的探测方案4.3.1 顶板导水裂隙带高度的现场探测手段4.3.2 探测方案的钻孔布置4.4 顶板导水裂隙带探测结果与分析4.4.1 采前S18 孔的冲洗液漏失量观测结果与分析4.4.2 S19 孔冲洗液漏失量观测结果与分析4.4.3 S21 孔冲洗液漏失量观测结果与分析4.4.4 S21 钻孔录像观测结果与分析4.5 31401 工作面水文观测结果与分析4.5.1 31401 工作面水文观测孔的布置4.5.2 S14 孔水文观测结果与分析4.5.3 S15 孔水文观测结果与分析4.5.4 S17 孔水文观测结果与分析4.6 本章小结5 覆岩主关键层对导水裂隙带高度影响研究成果的工程应用5.1 补连塔煤矿四盘区顶板异常突水机理5.1.1 31401 工作面异常突水情况5.1.2 31401 工作面异常突水机理5.2 补连塔煤矿四盘区覆岩关键层判别5.3 补连塔煤矿四盘区突水危险性区域预测与防治对策-2煤突水危险性区域预测'>5.3.1 补连塔煤矿四盘区1-2煤突水危险性区域预测5.3.2 补连塔煤矿四盘区突水防治对策5.4 取得的技术经济效益5.4.1 现场面临的实际问题5.4.2 技术经济效益5.5 本章小结6 主要结论参考文献作者简历学位论文数据集
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标签：导水裂隙带论文; 主关键层论文; 突水灾害论文; 绿色开采论文;
