采动及高承压水作用下底板隐伏断层活化突水机理研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haivi2000
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我国煤矿生产一直以来受矿井水害的严重制约,且煤矿突水事故以由断裂构造引起的底板突水为主。随采深的增加,使得高承压水对采场底板影响不断加深。同发育较充分的大断层相比,隐蔽性更强的底板隐伏断层常常更易引起突水灾害的发生。然而各类断裂构造的形成原因、形态等各不相同,又导致其引起底板突水的机理截然不同。如今对规模较大、发育充分的大断层突水机理已开展了大量分析研究,对隐蔽性更强的隐伏断层的突水机理研究却较少。因此有必要对底板隐伏断层活化突水机理进行研究。  本文将回采工作面底板隐伏断层活化诱发突水事故作为研究背景,以断裂力学理论为依据,构建了回采工作面底板隐伏断层力学分析模型,从力学角度分析了引起断层活化的充要条件。以应力强度因子计算公式为依据,给出受压剪作用时隐伏断层活化的力学依据,研究了工作面推进距离、开采煤层厚度等参数对底板隐伏断层活化的作用规律。  利用瞬变电磁物探技术勘察某工作面底板赋水性;利用数值模拟、理论分析及物探技术相结合的方法,对工作面推进距离、采场顶底板岩体组合强度、断层上缘距煤层垂直距离、断层倾角及开采煤层厚度等因素对受采动及高承压水作用下底板塑性破坏及隐伏断层活化、突水机理开展细致研究,分析各研究因素对隐伏断层的活化和底板破坏、突水的作用规律;并对设置在隐伏断层周围监测点位移特征进行了研究,清晰展现了采动及高承压水共同作用下底板隐伏断层的活化过程;同时对含隐伏断层的底板突水危险性实施评估。  综合理论分析、数值模拟以及探测成果给出了底板最大破坏深度,以突水系数理论为依据得到底板存在突水威胁的结论,并采取针对性的措施予以防治。本文为此类赋存条件煤层的回采工作可提供重要参考依据。
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