大采深工作面煤层底板采动破坏及特征研究

摘要

九龙矿建矿至今，先后有4个工作面位于野青煤层之中。每个工作面都不尽相同的有或大或小的突水。本论文以峰峰集团九龙矿野青4号煤层15445N工作面为研究对象，该工作面平均埋深850m，属于大采深工作面。结合九龙矿水文地质资料及对之前野青煤层工作面的开采经验，采用从理论分析，到数值模拟，最后现场使用钻孔注水法实测的研究方法过程，对可能造成15445N工作面底板破坏原因的进行理论分析，并对工作面底板破坏深度及特征规律做了模拟预测和现场实测，并得到以下成果:
　　(1)底板破坏的原因有多种，包括底板下含水层的压力、底板岩体的岩性搭配、节理裂隙等地质构造因素，还有工作面的回采工艺及工程采动因素，这些因素柔和在一起，都是研究底板破坏所要考虑的因素。
　　(2)使用数值模拟技术，对工作面开采过程中底板不同深度应力状况及底板塑性变形范围和特征进行了模拟研究。工作面底板破坏最大破坏深度32m。
　　(3)通过工程试验测得开采对监测点开始产生影响的距离为66m左右，监测点越浅影响距离越远;最大破坏位置位于工作面前方5m处，采动影响范围为工作面前后20～55m范围内，工作面监测点实测最大底板破坏深度为34m。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的及背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 深部开采研究现状

1．2．2 底板采动破坏深度研究现状

1．2．3 底板突水模拟研究现状

1．2．4 底板突水机理研究现状

1．3 研究内容及方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法及技术路线

第二章 井田地质概况

2．1 矿井概况

2．2 地质条件

2．2．1 地层

2．2．2 含煤地层

2．3 水文地质条件概况

2．4 工作面概况

第三章 底板采动破坏分析

3．1 采场底板应力分布及破坏理论

3．2 影响底板破坏的因素

3．2．1 煤层埋藏深度

3．2．2 地质构造因素

3．3．3 底板含水层水压

3．3．4 岩层岩性及其组合特性

3．3．5 工程采动及工作面宽度的影响

3．3 底板岩体的破坏规律

3．3．1 初始微观破坏

3．3．2 初始宏观破坏

3．4 底板岩体受到破坏的判据

3．4．1 裂纹的类型

3．4．2 判断依据

3．5 本章小结

第四章 底板采动破坏数值模拟及分析

4．1 FLAC3D简介

4．1．1 FLAC3D概述

4．1．2 FLAC3D的基本模型

4．1．3 FLAC3D计算步骤

4．2 选取模拟方案及建立模型

4．2．1 模型数据资料

4．2．2 确定模拟方案

4．2．3 建立模型

4．3 模拟结果分析

4．3．1 底板垂直方向应力分布特征

4．4 本章小结

第五章 “注水法”现场实测底板破坏深度

5．1 钻孔的布置及施工工艺

5．2 钻工结构及施工技术要求

5．3 底板破坏深度及探测结果分析

5．4 试验测试结果

结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

作者简介

读研期间发表论文和科研成果