矿井采动底板岩体破裂特征与突水过程模拟研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ch32918
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
煤层底板突水过程影响因素多样,具有突发性和非线性动力学特征,为探究矿井采动底板岩体破裂特征,模拟突水通道形成过程,本文以华泰煤矿15301工作面承压水上开采为背景,综合采用理论分析、数值模拟等手段,开展了承压水上开采底板应力分布规律与破坏特征、裂隙岩体试件全应力应变渗透性规律数值模拟、含断层构造采动底板岩体突水过程数值模拟及不同倾角断层对底板突水影响数值模拟等方面研究,主要研究成果如下:  (1)基于弹性力学理论中半无限弹性体下应力传递理论,建立了均布载荷、三角形载荷和梯形共六类计算模型,推导对应的垂直应力、水平应力、剪切应力表达式,结合初次来压和周期来压特点,建立工作面走向和倾向开采力学模型,并利用应力叠加原理,得到在极坐标和直角坐标系两种情况下应力表达式,解得底板任一点的应力分量,基于Mathcad软件做出垂直应力、水平应力和剪切应力分布图,结合Mohr-Coulomb准则,得到底板岩体破坏特征。  (2)建立了渗透压力作用下单裂隙试件三轴压缩和三轴拉伸力学模型,分析了压剪和拉剪作用下裂隙试件的断裂强度,并基于RFPA-Flow软件,进行了分别进行了含30°、45°、60°裂纹试件单轴压缩数值模拟和含45°裂纹试件三轴压缩和三轴拉伸数值模拟,得到了全应力应变过程中裂纹扩展形态及渗透性变化与孔隙水压、围压等影响因素的关系,主要结论如下:①在单轴压缩过程中,裂纹尖端起裂应力与倾角成正比,裂纹倾角越大越难扩展,扩展形态均为纵向翼裂纹,且渗透性峰值迟滞于应力峰值;②围压相同时,试件轴向渗透性与孔隙水压成正比,孔隙水压相同时,试件轴向渗透性与围压成反比;③低围压下,裂纹主体以纵向翼裂纹发展,高围压下,裂纹主体以横向反翼裂纹发展。  (3)分析了煤层底板突水通道类型,构建含45°断层构造承压水上开采数值模型,模拟了采动底板突水过程,得到了断层影响下底板破坏规律及突水路径,通过所布设的水平应力监测线,对采动后底板岩体水平应力进行监测,并按水平应力特点对底板岩体进行分区,结合前述结论分析了采动底板岩体裂纹扩展及突水机理。  (4)建立了含30°、45°、60°正断层上盘工作面开采数值模型,分析了不同倾角正断层对底板突水影响规律及断层倾角对断层活化的影响,得到:①在工作面推进相同距离的情况下,断层倾角越小,越容易发生底板突水,需留设的断层保护煤柱越长;②在正断层上盘工作面开采时,不同断层倾角的煤层开采过程中底板突水通道形成过程及路径具有相似性,均沿着断层发展并从煤壁前斜下方形成突水通道。
其他文献
日益严重的沙滩污染成为各海滨地区和城市不得不面对的问题,亟须开发适用于我国沙滩的清洁车来进行清理工作。改变目前人工清理效率低,引进沙滩清洁车价格高昂、维修困难、清理
主题教育要求我们守初心、担使命、找差距、抓落实,要做到理论学习有收获、思想政治受洗礼、干事创业敢担当、为民服务解难题、清正廉洁做表率.落实到工会工作中,就是要坚持
针对某矿3226综采工作面为工程背景,其具有埋深大、两侧为已经采空的孤岛工作面,煤层为中硬煤层,顶板为坚硬砂岩顶板,煤层和顶板具有强冲击危险性,工作面构造发育较充分等复杂地质
热处理是齿轮加工的重要工序之一,其中渗碳淬火是热处理提高齿轮表面硬度、强度以及耐磨性的关键环节。热处理在提高齿轮机械性能的同时也带来了齿轮的变形问题,变速箱中常用
软土场地地震反应计算分析方法是公认难题.以日本KiK-net强震观测台网中所有软土场地井下记录为样本,对传统等效线性化方法SHAKE2000、时域非线性方法DEEPSOIL和频率一致等效
我国煤矿生产一直以来受矿井水害的严重制约,且煤矿突水事故以由断裂构造引起的底板突水为主。随采深的增加,使得高承压水对采场底板影响不断加深。同发育较充分的大断层相比,隐
在煤柱两侧工作面采之后,受到两侧采空区侧向支承压力叠加影响,其煤柱内形成应力集中,巷道开挖后变形十分严重,矿压显现尤其明显,给巷道维护带来了极大困难。本文结合许厂煤矿330
随着临床研究的深入,对于乳腺癌发病机制的认识也进一步加深。而乳腺癌患者对于生存质量要求的提高在一定程度上促进乳腺外科的发展,尤其是对于早期乳腺癌患者而言,有更多的
2015年3月,随着李克强总理对互联网+概念的提出,中国进入了一个火热的互联网+时代。本文分析了互联网+将会铸造新业态开启新一轮创业浪潮,催生新消费有力激发市场潜能,孵化新
车轮是机车车辆中的重要零件之一,承受着来自于垂向和横向的作用力,特别是在进行列车制动时,还要承受来自于闸瓦及钢轨的强摩擦作用等。它的主要功能是承载构架和车体,传递列