首页> 正文

煤层底板采动岩水耦合作用与高承压水体上安全开采技术研究

2020-11-28阅读(340)

煤层底板采动岩水耦合作用与高承压水体上安全开采技术研究

论文摘要

煤层底板突水是威胁我国煤矿安全生产的最主要水害类型之一,特别是随着煤矿开采深度不断加大,煤层底板突水威胁日益严重。论文作者针对目前底板水害防治面临的理论和技术问题,选择“煤层底板采动岩水耦合作用与高承压水体上安全开采技术研究”进行深入研究,具有重要的理论意义和应用价值。论文在全面系统分析了煤层底板突水研究的国内外研究现状和发展趋势的基础上,针对研究领域所存在的关键科学技术问题,通过理论研究、实验室实验、现场测试及数值模拟,分析了煤层底板突水因素、采动岩体应力及位移分布特征、底板采动破坏规律,论述了岩体渗流与应力耦合机理;建立了岩体渗流与应力之间的理论公式,研究了原位及采动条件下不同尺度应力场——渗流场的耦合机理:系统地研究了水对岩石的弱化效应,获得了实验岩石力学指标与饱和度之间的实验关系,得出了弱化效应在岩石含水量为30%左右时达到最大的结论,这是本论文的创新点之一:通过土工离心机模拟试验,研究了开采空间大小对围岩的破坏与围岩力学性质、围岩层厚之间的关系,得到了不同空间尺度、不同应力变化速率、不同围岩层厚条件下的围岩破坏变形规律,该试验为研究不同应力条件下的开采破坏提供了一种新的方法,是本论文的又一个创新点;应用突水系数和带压开采理论,对中三井田进行了带压开采分区,确定了安全开采下限,应用FLAC 3D软件对中三井田采动条件下工作面应力应变规律进行了数值模拟,获得了采动条件下底板破坏深度与煤柱宽度的关系,给出了合理的采留比,提出了薄隔水层承压水上安全开采的工艺和方法及防治水技术措施。。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1. 绪论
  • 1.1 课题的研究意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 底板突水机理的理论研究
  • 1.2.2 底板突水的模拟研究
  • 1.2.3 岩体渗流应力耦合理论研究
  • 1.2.4 岩石断裂力学问题研究
  • 1.2.5 土工离心机试验研究
  • 1.3 存在问题与发展趋势
  • 1.4 研究思路与主要研究内容
  • 1.4.1 研究思路
  • 1.4.2 研究内容
  • 1.4.3 研究方法与技术路线
  • 1.5 创新点
  • 2. 煤层底板突水影响因素与采动变形特征
  • 2.1 煤层底板突水因素
  • 2.1.1 含水层的富水性
  • 2.1.2 岩溶含水层作用到煤层底板隔水层的水压力是底板突水的前提条件
  • 2.1.3 煤层底板隔水层的厚度，结构及性质是底板突水的重要因素
  • 2.1.4 开采矿压活动对底板岩体的破坏特征是底扳突水的决定性因素
  • 2.1.5 地质构造
  • 2.1.6 矿山压力
  • 2.2 煤层底板采动变形特征
  • 2.2.1 岩体的原始应力状态
  • 2.2.2 底板岩体支承压力变化规律
  • 2.2.3 底板岩体应力分布规律
  • 2.3 本章小结
  • 3. 隔水层阻水性能研究
  • 3.1 矿区地质水文地质条件概况
  • 3.2 底板隔水层阻水能力试验与量化研究
  • 3.2.1 井下阻水能力试验
  • 3.2.2 底板阻水性量化——带压系数计算
  • 3.3 底板隔水层阻水能力判别模型
  • 3.4 本章小结
  • 4. 水对岩石强度弱化的研究
  • 4.1 原岩的物理和力学弱化
  • 4.1.1 水对岩石抗压强度的影响
  • 4.1.2 水对岩石抗张强度的影响
  • 4.1.3 水对其它力学性质的影响
  • 4.2 水的化学侵蚀作用
  • 4.3 水对岩体不连续面的影响
  • 4.4 水对岩石强度的影响
  • 4.5 水对岩石弱化的实验研究
  • 4.5.1 样品制备
  • 4.5.2 实验方法
  • 4.5.3 结果与分析
  • 4.6 本章小结
  • 5. 基于土工离心机试验的采动破坏研究
  • 5.1 线性比例定律
  • 5.2 试验装置
  • 5.3 模型制作
  • 5.4 数字图像分析软件
  • 5.5 试验结果
  • 5.5.1 空间宽度的影响
  • 5.5.2 层厚的影响
  • 5.5.3 岩层强度的影响
  • 5.6 本章小结
  • 6. 原岩应力场状态下渗流-应力-损伤流固耦合研究
  • 6.1 现场原位地应力测试
  • 6.1.1 现场测试概况
  • 6.1.2 测试结果分析
  • 6.2 地应力场与渗流场的宏观耦合
  • 6.3 地应力场与渗流场的宏观中尺度耦合
  • 6.4 地应力场与渗流场的微观尺耦合
  • 6.4.1 岩石渗透性实验及结果分析
  • 6.4.2 三重介质渗透率与有效应力的关系
  • 6.4.3 三重介质渗流应力耦合模型
  • 6.5 本章小结
  • 7. 采动状态下的渗流场-应力场耦合
  • 7.1 全应力-应变过程渗透性试验
  • 7.2 采动条件下应力应变规律数值模拟
  • 7.2.1 模型及计算结果分析
  • 7.2.2 模拟结论
  • 7.3 采动条件下地应力对导水裂隙带的控制与影响
  • 7.3.1 正常岩层
  • 7.3.2 断裂带
  • 7.4 本章小结
  • 8. 带压开采分区以及开采下限
  • 8.1 8煤底板破坏深度计算
  • 8.2 带压开采分区及开采下限确定
  • 8.3 本章小结
  • 9. 下组煤安全开采技术
  • 9.1 上部7煤采过后对下部8煤的影响
  • 2煤的影响'>9.2 上部7煤采过后开采8煤对9、102煤的影响
  • 2煤开采技术'>9.3 下组煤7、8、9、102煤开采技术
  • 2煤开采防治水措施'>9.4 下组煤7、8、9、102煤开采防治水措施
  • 9.4.1 水文地质条件探查的有效模式
  • 9.4.2 试采工作面综合防治水措施
  • 10. 结论与建议
  • 10.1 结论
  • 10.2 建议
  • 参考文献
  • 作者读博期间参加的科研项目和发表的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].闸站工程中泵室底板防护措施探讨[J]. 中华建设 2020(07)
    • [2].浅谈超厚底板大体积混凝土施工技术[J]. 居业 2017(03)
    • [3].指向“未来素养”的未来社区文化底板建构[J]. 流行色 2020(07)
    • [4].高压隔离开关底板组成工艺优化研究[J]. 电力机车与城轨车辆 2012(02)
    • [5].我国集装箱底板的开发及应用现状[J]. 木材工业 2011(01)
    • [6].富水砂层段副斜井底板破裂危害及治理技术[J]. 煤矿现代化 2020(06)
    • [7].底板下埋管地源热泵系统的应用研究[J]. 天津建设科技 2015(03)
    • [8].中华鳖白底板病及有白底板症状疾病的诊断和控制[J]. 水产科技情报 2011(06)
    • [9].集装箱底板中防腐剂检测技术——气相色谱-质谱法测定含氯苯酚防腐剂的含量[J]. 江西林业科技 2010(03)
    • [10].集装箱底板用胶合板刍议[J]. 中国人造板 2009(07)
    • [11].预应力混凝土连续刚构桥底板崩裂问题研究[J]. 物流工程与管理 2009(07)
    • [12].关于彩电热底板所带电压的分析[J]. 濮阳职业技术学院学报 2008(02)
    • [13].一种鞋类固定装置[J]. 中外鞋业 2019(05)
    • [14].试论超厚底板大体积混凝土施工技术[J]. 建筑设计管理 2016(01)
    • [15].上浮地下室底板受力性能分析[J]. 广州建筑 2015(04)
    • [16].基于有限元的集装箱塑料底板优化设计[J]. 南通职业大学学报 2012(04)
    • [17].预应力混凝土连续刚构桥底板崩裂问题研究[J]. 现代交通技术 2009(06)
    • [18].关于刚性填埋库底板裂缝的研究及应用[J]. 科学技术创新 2020(06)
    • [19].岩体地基地下室底板水平阻力系数研究[J]. 施工技术 2020(07)
    • [20].大跨度连续箱梁桥底板崩裂原因分析[J]. 公路 2016(05)
    • [21].简析一种自卸车底板加热装置[J]. 汽车实用技术 2015(03)
    • [22].家兔标准竹底板的研制[J]. 中国养兔 2013(05)
    • [23].斜底板挡土墙的抗滑稳定分析[J]. 水利与建筑工程学报 2011(01)
    • [24].带键槽透水底板脉动压力试验研究[J]. 水利水运工程学报 2017(04)
    • [25].“测压-抽采”一体化底板油型气压力测定技术[J]. 煤矿安全 2016(08)
    • [26].威金斯式煤气柜底板焊接工艺研究与应用[J]. 焊接技术 2015(09)
    • [27].建筑超厚底板大体积混凝土的施工技术[J]. 城市地理 2016(10)
    • [28].中部槽底板自动掏焊专机的设计与应用[J]. 中国设备工程 2020(22)
    • [29].空调底板的结构优化与冲压成形仿真[J]. 机床与液压 2014(17)
    • [30].带防水底板的柱下独立基础抗剪设计[J]. 科技视界 2013(09)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    煤层底板采动岩水耦合作用与高承压水体上安全开采技术研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5