【摘 要】
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以东滩煤矿63上06工作面上方高位巨厚红层砂岩为研究对象,利用FLAC3D数值模拟软件对水压致裂切割高位坚硬岩层前后的岩层破断情况及破断时能量演化特征进行研究.模拟结果表明:进行水力压裂后,巨厚岩层初次破断时的来压步距由压裂前的260m降低为180m,压裂后的巨厚岩层较压裂前垮落更为充分,并未出现较长时间的悬顶现象;压裂后,工作面前方支承应力峰值在水力压裂剧烈影响区出现持续降低的现象,且较压裂前应力峰值减小,工作面前方的应力集中现象减弱;压裂后的高位岩层初次破断前并未发生大规模的弹性变形能积聚现象,弹性能
【机 构】
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中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛市266580;兖州煤业有限公司,山东邹城市 273512
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以东滩煤矿63上06工作面上方高位巨厚红层砂岩为研究对象,利用FLAC3D数值模拟软件对水压致裂切割高位坚硬岩层前后的岩层破断情况及破断时能量演化特征进行研究.模拟结果表明:进行水力压裂后,巨厚岩层初次破断时的来压步距由压裂前的260m降低为180m,压裂后的巨厚岩层较压裂前垮落更为充分,并未出现较长时间的悬顶现象;压裂后,工作面前方支承应力峰值在水力压裂剧烈影响区出现持续降低的现象,且较压裂前应力峰值减小,工作面前方的应力集中现象减弱;压裂后的高位岩层初次破断前并未发生大规模的弹性变形能积聚现象,弹性能分布较为均匀.综合分析模拟结果,可认为地面垂直井水力压裂技术能够有效地降低开挖过程中的应力和能量集中,避免高位岩层破断时产生的高能量瞬间释放,降低矿震发生的等级.
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为了满足绿色矿山建设过程中对生态环境修复及渣场稳定性的要求,以玉门河北侧排渣场治理工程为例,针对井工煤矿普遍存在的生态环境及边坡稳定性问题,采用MIDAS-GTS-NX三维数值模拟软件,从应力、应变及塑性形变特征等方面,定量分析其边坡稳定性,提出了排渣场生态修复及边坡治理措施.工程实践结果表明:玉门河北侧排渣场生态修复效果显著,边坡在治理后处于稳定状态;随着时间推移边坡在自重及降雨作用下会产生微小形变,且有效塑性应变区集中在矸石层;边坡整体结构变形模式为圆弧形滑动,且变形区域主要集中在最底部两级坡,坡体稳
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为研究岩石波速与强度参数的变化关系,通过对阳煤矿区几种常见岩石进行波速测试、抗压试验、抗剪试验、抗拉试验,分析了岩石波速与强度参数的变化特征和规律.结果 表明:岩石的抗压强度、抗拉强度、黏聚力与波速均存在显著的正相关性.不同种类岩石的变化规律具有相似性,又具有各自的特点,彼此的变化范围有一定的交集,但又有明显的层次性.3种粒径砂岩的波速与抗拉强度、抗压强度均呈现出较强的线性变化规律,通过线性拟合可以较为准确地表达出砂岩的抗压强度、抗拉强度与波速的变化关系.不同岩石的黏聚力与波速的变化有一定的差异,但整体呈
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