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断层组合对底板突水的影响及其防治研究

作　者: 于志鹏
导　师: 张文泉
学　校: 山东科技大学
专　业: 采矿工程
关键词: 底板突水断层数值模拟突水防治应力分布
分类号: TD745
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

五沟煤矿地质条件复杂,矿井开采时受水害影响比较明显,尤其是在开采区域内断层的分布比较广,极可能引起水害,已经严重的影响到矿井的安全高效生产。本文通过对底板断层活化的理论分析和断层突水时的判别解析总结分析了对于断层突水的认识。根据弹塑性力学理论及矿山压力理论等学科知识,总结矿井底板水突出机理和断层突水机理,结合对单条断层影响至三条断层组合影响的数值模拟分析,综合比较一条断层至三条断层时的底板破坏情况。采用FLAC3D数值模拟软件本文共建立了15个数值模型,通过对断层倾角为30。、45。、60。、90。时的单条断层及两条断层的模拟情况进行对比分析,得出了断层组合影响的特征,发现两条断层对底板的影响并不是简单的叠加关系。利用数值模拟模拟了底板含三条断层时的情况,得出工作面底板断层数目越多,底板越破碎,工作面开采之后,底板的变形越大。对五沟煤矿1016工作面进行了数值模拟,模拟其底板的两条断层在不同开采步距,有水压和无水压时对底板作用的影响情况,分析得出在同时考虑断层影响及水压影响的情况之下,工作面采空区及断层周围岩体的破坏程度都有所增加。最后结合五沟煤矿具体情况,提出了建立断层防治技术体系。即：(1)查清地质条件；(2)堵截水源；(3)疏水降压；(4)采取防治水措施；(5)选择合理的开采方法；(6)优化工作面的布置；(7)注浆堵水。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-20
  1.1 课题研究的目的和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-18
  1.3 课题研究的主要内容及技术路线  18-20
2 断层突水机制研究  20-35
  2.1 影响底板突水的基本因素  20-22
  2.2 底板岩体应力变化规律  22-29
  2.3 断层突水力学分析  29-34
  2.4 本章小结  34-35
3 不同断层组合的数值模拟研究  35-50
  3.1 研究目的  35
  3.2 含断层带模型的建立依据  35-38
  3.3 数值模型与开采方案  38-48
  3.4 本章小结  48-50
4 工程实践  50-63
  4.1 工作面基本条件  50-56
  4.2 数值模拟  56-60
  4.3 工作面防治水工程设计  60-62
  4.4 本章小结  62-63
5 断层突水防治研究  63-79
  5.1 防治水方法  63-74
  5.2 其它措施  74-76
  5.3 断层突水防治技术体系的建立  76-78
  5.4 小结  78-79
6 主要结论和努力方向  79-81
  6.1 主要结论  79-80
  6.2 今后努力方向  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-87
攻读硕士期间的主要研究成果  87

断层组合对底板突水的影响及其防治研究

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