綜放開采導(dǎo)水裂縫帶高度及影響因素研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-04 22:57
在厚及特厚煤層開采時(shí),綜放開采方法因易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效安全開采得到普遍應(yīng)用,由于一次開采煤層厚度大,造成的覆巖破壞也較其它開采方法更加劇烈,正確預(yù)計(jì)導(dǎo)水裂縫帶高度,明確采動(dòng)裂縫與上覆含水層的連通情況,是實(shí)現(xiàn)水體下綜放安全開采不可缺少的重要內(nèi)容之一。由于影響綜放開采導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度的因素較多,目前還沒有普遍適用的預(yù)計(jì)公式,大多數(shù)情況還是采用類比法預(yù)計(jì)導(dǎo)水裂縫帶高度�；诖�,論文采用數(shù)值模擬、相似材料模擬、回歸分析等方法對(duì)綜放開采條件下導(dǎo)水裂縫帶高度的發(fā)育進(jìn)行研究,本文的主要研究結(jié)論包括:(1)通過對(duì)導(dǎo)水裂縫帶高度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析,得到影響導(dǎo)水裂縫帶高度發(fā)育的主要因素有采厚和覆巖巖性及組合結(jié)構(gòu),采用數(shù)值模擬方法對(duì)影響因素進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明導(dǎo)水裂縫帶高度隨著采厚的增加呈現(xiàn)非線性的增加趨勢(shì),隨著覆巖類型由堅(jiān)硬向軟弱變化,綜放開采導(dǎo)水裂縫帶高度也相應(yīng)的呈現(xiàn)由高向低變化,綜放開采導(dǎo)水裂縫帶高度與開采厚度的比值一般為,堅(jiān)硬覆巖15~20、中硬覆巖11~14、軟弱覆巖7~10、極軟弱覆巖小于7。(2)雙山煤礦薄基巖厚土層綜放開采相似材料模擬的結(jié)果表明,3號(hào)煤層在采厚10m條件下,導(dǎo)水裂縫帶最大高度為65...
【文章來源】：煤炭科學(xué)研究總院北京市
【文章頁數(shù)】：95 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
覆巖破壞“三帶”劃分示意圖
由于巖層力學(xué)性質(zhì)的不同，在受到應(yīng)力變化作用時(shí)會(huì)發(fā)生不同的破壞形式分為拉彎破壞和剪切破壞兩種。煤層開采后，首先會(huì)引起圍巖的應(yīng)力發(fā)生變，重新平衡應(yīng)力狀態(tài)，在此過程中，圍巖收到應(yīng)力變化作用，會(huì)發(fā)生破壞。于巖石材料來說，其具有抗壓不抗拉的工程特性，在應(yīng)力作用下，巖層會(huì)首產(chǎn)生拉伸裂隙，隨著工作面推進(jìn)，拉伸裂隙現(xiàn)在煤壁的兩側(cè)邊界處產(chǎn)生，裂慢慢發(fā)育，此時(shí)還不會(huì)發(fā)育至貫穿整個(gè)巖層，當(dāng)工作面推進(jìn)超過頂板裂隙位時(shí)，在裂隙面的剪應(yīng)力會(huì)大于其抗剪強(qiáng)度，巖層會(huì)被整體切斷，垮落到采空。下面就巖層發(fā)生不同破壞形式的力學(xué)條件作出分析。.1.2.1 拉彎破壞隨著回采工作面自開切眼開始推進(jìn)，上覆巖層的破壞也會(huì)經(jīng)歷不同的破壞段，依次為直接頂板初次垮落、采空區(qū)老頂在上覆巖層重力作用下產(chǎn)生彎曲沉變形，當(dāng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過極限強(qiáng)度時(shí)，會(huì)在巖粱的兩端位置開裂，繼續(xù)展會(huì)引起粱的中部開裂，繼而導(dǎo)致巖層垮落或者形成“假塑性巖粱”，破壞程如圖 2.1 所示。
2.1.3 覆巖破壞的分帶性依據(jù)上三帶理論，在采用全部垮落法管理頂板開采水平及緩傾斜煤層時(shí)，根據(jù)覆巖的破壞程度及透水，透泥 透砂能力，劃分三種不同的開采影響帶，垮落帶指工作面放頂后直接頂破壞的范圍，裂縫帶指的是垮落帶至整體移動(dòng)帶之間的部分，從水體下采煤的角度，將垮落帶與裂縫帶合稱為導(dǎo)水裂縫帶，彎曲下沉帶中指的是裂縫帶以上到地表，其中可能會(huì)發(fā)育的微小裂縫，對(duì)于水體下采煤來說，可以不予考慮。即覆巖產(chǎn)生“三帶”型破壞，如圖 2.3 和 2.4 所示�！叭龓А毙推茐氖亲钇毡樾问�，有著明顯的規(guī)律性，是覆巖破壞規(guī)律中的重點(diǎn)研究對(duì)象。如果從煤層頂至水體底界（或地表）之間的覆巖完整地出現(xiàn)破壞性影響和非破壞性影響兩個(gè)區(qū)域，即完整地出現(xiàn)垮落帶、裂縫帶及整體移動(dòng)帶，稱為覆巖均衡破壞；從煤層頂至水體底界（或地表）之間的覆巖全部為破壞性影響區(qū)即全部為垮落帶、裂縫帶，甚至全部為垮落帶，稱為覆巖非均衡破壞。
本文編號(hào)：2898380
【文章來源】：煤炭科學(xué)研究總院北京市
【文章頁數(shù)】：95 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
覆巖破壞“三帶”劃分示意圖
由于巖層力學(xué)性質(zhì)的不同，在受到應(yīng)力變化作用時(shí)會(huì)發(fā)生不同的破壞形式分為拉彎破壞和剪切破壞兩種。煤層開采后，首先會(huì)引起圍巖的應(yīng)力發(fā)生變，重新平衡應(yīng)力狀態(tài)，在此過程中，圍巖收到應(yīng)力變化作用，會(huì)發(fā)生破壞。于巖石材料來說，其具有抗壓不抗拉的工程特性，在應(yīng)力作用下，巖層會(huì)首產(chǎn)生拉伸裂隙，隨著工作面推進(jìn)，拉伸裂隙現(xiàn)在煤壁的兩側(cè)邊界處產(chǎn)生，裂慢慢發(fā)育，此時(shí)還不會(huì)發(fā)育至貫穿整個(gè)巖層，當(dāng)工作面推進(jìn)超過頂板裂隙位時(shí)，在裂隙面的剪應(yīng)力會(huì)大于其抗剪強(qiáng)度，巖層會(huì)被整體切斷，垮落到采空。下面就巖層發(fā)生不同破壞形式的力學(xué)條件作出分析。.1.2.1 拉彎破壞隨著回采工作面自開切眼開始推進(jìn)，上覆巖層的破壞也會(huì)經(jīng)歷不同的破壞段，依次為直接頂板初次垮落、采空區(qū)老頂在上覆巖層重力作用下產(chǎn)生彎曲沉變形，當(dāng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過極限強(qiáng)度時(shí)，會(huì)在巖粱的兩端位置開裂，繼續(xù)展會(huì)引起粱的中部開裂，繼而導(dǎo)致巖層垮落或者形成“假塑性巖粱”，破壞程如圖 2.1 所示。
2.1.3 覆巖破壞的分帶性依據(jù)上三帶理論，在采用全部垮落法管理頂板開采水平及緩傾斜煤層時(shí)，根據(jù)覆巖的破壞程度及透水，透泥 透砂能力，劃分三種不同的開采影響帶，垮落帶指工作面放頂后直接頂破壞的范圍，裂縫帶指的是垮落帶至整體移動(dòng)帶之間的部分，從水體下采煤的角度，將垮落帶與裂縫帶合稱為導(dǎo)水裂縫帶，彎曲下沉帶中指的是裂縫帶以上到地表，其中可能會(huì)發(fā)育的微小裂縫，對(duì)于水體下采煤來說，可以不予考慮。即覆巖產(chǎn)生“三帶”型破壞，如圖 2.3 和 2.4 所示�！叭龓А毙推茐氖亲钇毡樾问�，有著明顯的規(guī)律性，是覆巖破壞規(guī)律中的重點(diǎn)研究對(duì)象。如果從煤層頂至水體底界（或地表）之間的覆巖完整地出現(xiàn)破壞性影響和非破壞性影響兩個(gè)區(qū)域，即完整地出現(xiàn)垮落帶、裂縫帶及整體移動(dòng)帶，稱為覆巖均衡破壞；從煤層頂至水體底界（或地表）之間的覆巖全部為破壞性影響區(qū)即全部為垮落帶、裂縫帶，甚至全部為垮落帶，稱為覆巖非均衡破壞。
本文編號(hào)：2898380
本文鏈接：http://www.lk138.cn/kejilunwen/kuangye/2898380.html
最近更新
教材專著
