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孙疃煤矿承压水上采煤底板破坏特征的研究

作　者: 杨尚欢
导　师: 孟祥瑞
学　校: 安徽理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 底板破坏特征底板应力场承压水支承压力数值模拟
分类号: TD823.83
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 91次
引　用: 1次
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内容摘要

本文结合淮北矿业集团孙疃煤矿的实际开采情况和1028工作面的实际地质赋存条件,应用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,研究了1028工作面底板在支承压力和承压水水压共同作用下的应力场和底板破坏特征。根据煤层回采过程中顶板岩梁的不同运动状态,分老顶来压之前和煤层顶板按岩梁规律运动两种状态对底板内的应力场和破坏特征进行了分析研究。应用弹性理论中半平面无限体受分布力作用时任意一点的应力分布,分别对承压水水压作用下底板任意一点的应力和顶板岩梁两种不同的运动状态下支承压力在底板任意一点引起的应力进行了理论推导,将同一状态下支承压力在底板引起的应力和承压水水压在底板引起的应力叠加得到这一状态下底板中的水平应力和竖直应力,应用弹性力学中的相应公式求出最大主应力和最小主应力,再应用摩尔库伦准则判定底板岩层的弹性区范围和塑性区范围；同时,应用塑性理论求解了底板的最大破坏深度和破坏区的范围；数值模拟方面,对煤层回采过程中底板中的应力场和破坏特征应用FLAC3D数值模拟软件进行了模拟,得出相应推进距离下的底板中的应力分布和破坏特征；结合现场实际条件,选择试验位置,对煤层回采过程中底板破坏特征进行现场测试,试验结果验证了理论计算结果和数值模拟结果的正确性,因此,理论分析结果和数值模拟结果可以为现场提供理论参考,对类似条件下煤层的回采也有一定的参考价值。图47表4参72

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-18
  1.1 问题的提出  11
  1.2 研究的意义  11-12
  1.3 国内外研究现状及存在的问题  12-16
    1.3.1 国外研究现状  12-13
    1.3.2 国内研究现状  13-16
    1.3.3 存在的问题  16
  1.4 研究的主要内容  16-17
  1.5 研究方法及技术路线  17-18
    1.5.1 研究方法  17
    1.5.2 技术路线  17-18
2 底板内的应力和破坏深度的理论计算  18-38
  2.1 原岩应力  18
  2.2 支承压力分布  18-19
  2.3 底板中的应力分布  19-37
    2.3.1 底板应力计算的理论基础  19-20
    2.3.2 老顶初次来压前底板内的应力  20-23
    2.3.3 老顶按岩梁规律运动时底板内的应力  23-28
    2.3.4 用弹性理论求解底板应力和破坏深度  28-33
    2.3.5 用塑性理论求解底板应力和破坏深度  33-37
  2.4 本章小结  37-38
3 底板应力场和破坏特征的数值模拟研究  38-53
  3.1 FLAC~(3D)的特点及基本原理简介  38-41
    3.1.1 FLAC~(3D)的特点  38
    3.1.2 基本原理  38-41
  3.2 模型的建立  41-42
    3.2.1 模型的建立  41
    3.2.2 模拟步骤  41-42
  3.3 岩体力学参数的选取  42-43
  3.4 模拟结果分析  43-51
  3.5 本章小结  51-53
4 底板破坏特征的现场实测研究  53-63
  4.1 地质概况  53
  4.2 现场测试内容及测试方法  53-57
    4.2.1 测试内容  53-57
    4.2.2 测试方法  57
  4.3 测试结果分析  57-62
    4.3.1 电阻率CT测试结果的分析  57-60
    4.3.2 震波检层测试结果分析  60-62
  4.4 本章小结  62-63
5 结论及存在的不足  63-65
  5.1 结论  63-64
  5.2 存在的不足  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
作者简介及读研期间主要科研成果  70

孙疃煤矿承压水上采煤底板破坏特征的研究

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