底板隐伏断层采动突水过程数值模拟研究

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hu_20092009
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矿井水害是影响煤矿生产的重大难题,且绝大多数底板突水都与断层构造有直接的关系,尤其是有小断层、小构造存在时更易造成突水。本文重点围绕完整底板和含隐伏断层底板的煤层开采过程,对采动应力及承压水压力共同作用下底板裂隙演化及渗流突水通道的形成规律进行研究。论文归纳了国内外底板突水研究的主要理论成果,采用“下三带”原理结合Mohr-Coulomb准则及相关公式,简要分析了煤层底板破坏的力学机理。运用RFPA-Flow软件,分别模拟了完整底板和含隐伏小断层底板随煤层开采过程中,采动应力和承压水耦合作用下底板岩层裂隙发展、贯通破坏,突水通道的形成以及整个底板突水的动态发展过程。得到了开采过程中底板岩层变形破坏、裂隙产生发育扩展演化规律、损伤区域的形成演化过程以及水头压力变化及渗流运移过程。应用矿山压力理论,分析了底板岩层损伤-变形-断裂-接触-破坏直至底臌的动态演化过程,底板变形呈现压缩-膨胀-膨胀减小至稳定的变化过程,岩体在煤柱边缘区内最易产生压剪裂隙通道易发生突水事故。本地质特征下底板隐伏断层活化突水有两个阶段:隐伏断层活化阶段和隐伏断层活化区扩展阶段。底板不同位置隐伏断层的裂隙贯通规律存在差异,距采空区越近,越容易发生底板隐伏断层活化突水;随着采空区卸压效果的增加,隐伏断层突水的可能性逐步增大。
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