厚含水松散层下煤岩柱合理留设研究

摘要

本文采用实验室分析、理论分析、物理与数值模拟和现场试验的综合研究方法，对五沟煤矿厚含水松散层下开采时的上覆岩层移动规律、覆岩力学组合结构类型、导水裂隙带等进行了深入研究，并分析了风化基岩的物理力学性能及变异特征，建立了薄基岩浅埋煤层上覆岩层破坏移动规律的工程地质模型，得出了1011工作面开采期间直接顶初次垮落步距、基本顶初次来压步距、周期来压步距；分析了导水裂隙带的发育形态；获得了厚松散含水层下防水煤岩柱的合理高度，提高了综采工作面的回采上限。研究成果不仅为煤矿提高资源回收率、水体下采煤提供了理论依据，而且对该矿井和其它类似条件工作面提高回采上限有一定的借鉴和指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状

1.3覆岩破坏的一般规律研究和影响因素

1.4课题提出的意义与论文的主要工作

1.4.1课题研究的目的

1.4.2课题研究的意义

1.4.3论文的主要研究内容和方法

2矿井水文地质特征和开采技术条件

2.1新生界松散层结构特征和含隔水性

2.1.1新生界松散层的组合结构与基本特征

2.1.2四含的特征与富水性评价

2.2基岩含水层性质及断裂构造导水性

2.2.1煤层顶底板砂岩含水性和汇水特征

2.2.2基岩风化带含隔水性及其对开采的影响

2.3本章小结

3相似材料模拟试验研究

3.1模拟实验简介

3.2模型的设计与制作

3.3主要实验结果分析

3.4本章小结

4覆岩破坏移动规律数值模拟分析

4.1概述

4.2 FLAC程序简介

4.3模型设计与本构关系

4.3.1计算模型建立原则

4.3.2几何模型的确立

4.3.3本构关系的确立

4.3.4网格的离散化

4.4岩体物理力学参数的选取

4.5计算结果分析

4.5.1走向模型Ⅰ计算结果

4.5.2倾向模型Ⅱ计算结果

4.5.3覆岩破坏状况及最大导高的确定

4.6本章小结

5 1011工作面导水裂隙带高度及煤岩柱合理留设

5.1南一采区第四系松散层水文地质条件分析

5.2南一采区10煤层覆岩岩性及结构分析与评价

5.3南一采区开采上限的确定及煤岩柱合理留设的计算设计

5.3.1按“三下”采煤规程设计

5.3.2南一采区试验成果

6主要结论

6.1主要结论

6.2存在的问题及展望

参考文献

致 谢

作者简介及读研期间主要科研成果