【摘 要】
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煤矿底板突水灾害严重影响着煤炭安全开采与工人安全。由于断层等地质构造引发突水是造成煤矿突水事故的主要形式,煤层在采动过程中应力场的重新分布引起断层活化,断层活化产生的裂隙与底板导水裂隙在矿压和水压共同影响下逐渐扩展连通形成突水通道,是引发矿井突水事故的重要原因。本文针对开采过程中煤层开采对底板和断层的影响,通过理论分析、相似材料模拟试验、类岩石材料试验等研究手段对开采时断层活化及突水通道形成过程进
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煤矿底板突水灾害严重影响着煤炭安全开采与工人安全。由于断层等地质构造引发突水是造成煤矿突水事故的主要形式,煤层在采动过程中应力场的重新分布引起断层活化,断层活化产生的裂隙与底板导水裂隙在矿压和水压共同影响下逐渐扩展连通形成突水通道,是引发矿井突水事故的重要原因。本文针对开采过程中煤层开采对底板和断层的影响,通过理论分析、相似材料模拟试验、类岩石材料试验等研究手段对开采时断层活化及突水通道形成过程进行了基础试验研究。本文运用岩石力学理论,分析了采动过程中应力场变化及分布情况,理论分析了应力场的变化对断层活化的重要促进作用,揭示了断层活化裂隙扩展机理:同时通过类岩石材料单轴压缩实验研究了不同断层类型以及不同断层角度等多个因素对裂隙扩展的影响,得出了不同断层类型、不同断层角度、不同工作面推进距离时发生底板突水的危险性,本文以范各庄煤矿真实地质条件为基础,制作了相似模拟试验模型,通过相似模拟试验研究了采动影响下断层活化突水及裂隙扩展时空演化过程,通过以上试验研究发现,随着断层角度的减小、工作面向断层方向的推进,采动影响下断层活化导致底板突水的危险性逐渐增加,同时发现,煤层底板与断层上端直线距离最近的区域最容易形成突水通道导致突水事故。
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