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东滩煤矿三采区地应力测量及应力场分析

作　者: 梁继新
导　师: 王同旭；孙新荣；冯恩杰
学　校: 山东科技大学
专　业: 矿业工程
关键词: 地应力测量声发射法反演分析地应力分布规律巷道布置
分类号: TD326
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

地应力是影响一切地下工程稳定性的根本力源,是工程地质学科长期研究的主要课题之一。本项目采用一种方便且较为经济的地应力测试方法—声发射法(AE法),对东滩煤矿三采区进行了地应力实测,在此基础上估算了三采区3煤顶板40m和底板30m范围包括软岩和煤层的水平最大主应力、水平最小主应力和垂直主应力;对该采区-500m～-700m的范围地层进行了反演分析,得到了三采区地应力场分布规律,为巷道支护、采场矿压控制提供设计依据。地质构造分析表明,东滩矿三采区为构造应力场型采区,水平最大主应力方向为北西西—南东东方向;三采区8个地应力实测点结果表明水平最大主应力方向为105.7°～148.7°,二者结论基本一致。三采区地应力值大小的分布规律:在开采深度小于780m时,水平最大主应力为15～19MPa,且煤层底板比顶板大一些,但断层附近地应力大小和方向变化较大;在开采深度达到780m左右时,垂直主应力近似等于水平最大主应力;在开采深度大于780m时,垂直主应力大于水平方向最大主应力。反演分析绘制的最大主应力等值线图表明,煤层老顶、老底岩层往往处于较高应力区;采区最大水平主应力的最大值出现在FS46和FS51断层附近及采区西南部,达24MPa;最小主应力的最大值出现在中部断层FS51处;最大剪切应力的最大值出现在断层FS46和FS51处和3采区南部,为15MPa左右。巷道布置方向应该尽量与水平最大主应力方向平行或保持小夹角相交,尽可能避免两者方向垂直;在无法回避两者方向垂直或大夹角相交情况下,应根据巷道具体位置地应力值大小,加强巷道支护。

全文目录

1 绪论  18-20
  1.1 课题研究的意义  18
  1.2 国内外研究现状  18-19
  1.3 主要研究内容  19-20
2 区域地应力场类型分析  20-22
3 采区钻孔AE法地应力测量  22-29
  3.1 AE法地应力测量基本方法  22-23
  3.2 取样与制样  23-24
  3.3 数据整理及实测点应力值计算  24-27
  3.4 结果分析  27-29
4 测点附近未测区域地应力值估算  29-36
  4.1 自重应力场  29-31
  4.2 构造应力场  31-34
  4.3 估算步骤  34-35
  4.4 小结与讨论  35-36
5 矿区地应力场数值模拟  36-48
  5.1 矿区地应力场有限元数值模拟  36-37
  5.2 矿区深部地应力场非线性有限元数值分析  37-44
  5.3 计算结果分析  44-47
  5.4 小结与讨论  47-48
6 地应力工程应用建议  48-50
7 主要结论  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-54

东滩煤矿三采区地应力测量及应力场分析

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