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承压水上采煤断层失稳突水的研究

作　者: 刘志军
导　师: 胡耀青
学　校: 太原理工大学
专　业: 工程力学
关键词: 承压水上采煤断层突水防水煤柱数值模拟多元回归
分类号: TD745
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 507次
引　用: 9次
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内容摘要

我国煤田地质条件复杂，许多煤矿不同程度的受奥灰岩含水层的威胁，突水是采矿过程中常常面临的一种严重灾害。随着采掘的延深、规模的扩大，突水灾害日益严重。大量工程实例表明：承压水的突出绝大多数是与断层有着直接关系的。因此，对煤层顶底板的变形破坏规律、构造特征以及断层各要素的研究都是防治奥灰岩含水层突水的关键问题。作者在对承压水上采煤突水机理、有限单元法的计算理论和计算方法深入研究的基础上，建立了含断层围岩变形破坏的力学模型，并应用Fortran语言编制了有限元计算程序。运用数值模拟的方法深入细致地分析了带压开采中围岩、煤柱及断层的应力、位移分布规律；对影响煤层底板破坏突水的诸多断层因素进行分析，得出了单一因素对突水的影响关系、以及与突水临界煤柱的关系。在其他条件一定的条件下，研究了断层倾角、厚度及断距等综合因素与煤柱合理留设的相关规律，并给出了表达式。承压水上采煤的数值模拟实验有助于我们合理留设煤柱宽度、提出合理的开采方案，在开采中提高生产效率并避免矿井突水事故的发生。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-5
目录  5-8
第一章绪论  8-21
  1.1 引言  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-19
    1.2.1 国外学者的研究成果  11-12
    1.2.2 国内学者的研究成果  12-19
  1.3 本文的研究内容、方法和意义  19-21
    1.3.1 研究内容  19
    1.3.2 研究方法  19-20
    1.3.3 研究的意义  20-21
第二章煤层底板突水的类型及其机理  21-36
  2.1 底板突水的类型  21-23
  2.2 影响底板突水的因素  23-29
  2.3 采场底板突水机制  29-30
  2.4 断层突水及其特点  30-36
    2.4.1 断层的基本概念及类型  30-32
    2.4.2 断层突水  32-36
第三章围岩固流耦合理论及其数值方法  36-50
  3.1 概述  36-37
  3.2 围岩固流耦合数学模型  37-40
    3.2.1 基本假设  37-38
    3.2.2 数学模型  38-40
  3.3 数值方法及程序设计  40-50
    3.3.1 数值解法  40-44
    3.3.2 有限元法及程序设计  44-50
第四章采动作用下围岩变形破坏规律与断层突水  50-89
  4.1 含断层围岩固流耦合数值模拟  50-53
    4.1.1 确定计算范围  50-51
    4.1.2 确定边界条件  51-52
    4.1.3 网格剖分  52-53
  4.2 模拟方案的确定  53-58
  4.3 采动影响下围岩应力、位移分布状态及规律  58-67
    4.3.1 随开挖进度围岩应力的运移规律  58-62
    4.3.2 底板应力在采动作用下的变化规律  62-64
    4.3.3 应力在垂向及水平方向上的分布特征  64-66
    4.3.4 随开挖进度底板位移的运移规律  66-67
  4.4 断层倾角与突水的关系  67-72
  4.5 断层厚度与突水的关系  72-75
  4.6 断层断距与突水的关系  75-78
  4.7 煤柱的合理留设  78-89
    4.7.1 煤柱留设方法及原则  78-81
    4.7.2 断层煤柱回归计算  81-85
    4.7.3 与现有断层留设方法的比较  85-89
第五章、结论与展望  89-93
  5.1 、主要结论  89-91
  5.2 本文的不足及展望  91-93
参考文献  93-99
致谢  99-100
攻读学位期间发表的学术论文目录  100

承压水上采煤断层失稳突水的研究

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