断层对工作面顶板涌突水的影响分析及应用研究

摘要

煤炭是我国重要的基础能源，对国民经济发展具有重要战略意义。我国的能源结构决定了今后一定时期内煤炭仍是主导能源。现阶段的煤炭开采向深部和浅部两极化发展，随着煤炭资源的日益匮乏和开采引发的环境问题愈发严重，解放更多的水体下压煤和绿色保水开采势在必行。
　　顶板防治水的关键是对覆岩变形破坏进行准确的预计，在有断层构造影响时，覆岩的破坏特征较正常情况有很大的不同，断层也可能“活化”为导水通道，这增加了覆岩破坏预计的难度和顶板涌水的不确定性。因此，有必要对断层构造对于顶板涌水的影响进行探究，为安全生产提供指导。
　　顶板涌水受多种因素共同作用，而涌水通道作为主要因素之一，对顶板涌水量的大小有很大影响。本文以山东某矿为地质背景，采用UDEC数值模拟程序，分别建立了不同断层倾角（30°、45°、60°和75°）、不同工作面推进方向（沿断层倾向方向推进和沿断层倾向相反方向推进）和留设断防煤柱开采时不同断层破碎带宽度(2m、5m和8m)的数值计算模型;通过对最大开裂高度、塑性变形、断层面受力和断盘之间滑移量的分析，得到了随工作面推进过程中，断层和采动覆岩相互影响时各自的变形破坏特征;引入Bayes判别模型，对搜集的工作面涌水量等级样本数据进行处理，并对所得判别式进行回归验证;依据断层是否成为导水通道对其隶属度赋值0或1，利用判别式对工作面涌水量等级进行预测，预测结果和实际吻合，将断层对顶板涌水的影响考虑在内时，预测得到的矿井顶板涌水量等级更符合实际。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的主要内容及技术路线

1．4 论文创新点

2 顶板涌水量影响因素及断层影响顶板涌水量机理

2．1 顶板涌水机理

2．2 顶板涌水量影响因素

2．3 断层影响顶板涌水机理

2．4 小结

3 断层影响下导水裂隙带发育特征及采动影响下断层活化规律数值模拟研究

3．1 数值模拟方法的选择

3．2 数值模拟方案的确定

3．3 数值模拟结果分析

3．4 小结

4 基于Bayes判别模型的断层影响下的工作面顶板涌水量等级预测

4．1 工程背景

4．2 5303工作面覆岩破坏特征

4．3 工作面顶板涌水量影响因素分析

4．4 基于Bayes判别模型的工作面顶板涌水量等级预测

4．5 小结

5 主要结论及展望

5．1 主要结论

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间的主要研究成果