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《深部煤層開采底板突水機理》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、分類號：TD823密級：公開UDC：單位代碼：10424學位論文深部煤層開采底板突水機理基礎實驗研究尹立明申請學位級別：博士學位專業(yè)名稱：采礦工程指導教師姓名：郭惟嘉職稱：教授山東科技大學二零一一年六月深部煤層開采底板突水機理基礎實驗研究國家自然科學基金重點資助項目（51034003）教育部科技創(chuàng)新團隊支持計劃（IRT0843）作者姓名：尹立明入學時間：2008年9月專業(yè)名稱：采礦工程研究方向：礦井特殊開采指導教師：郭惟嘉職稱：教授論文提交日期：2011年4月論文答辯日期：2011年6月3日授予學位日期：BASICEXPER
2、IMENTALSTUDYONWATER-INRUSHMECHANISMOFFLOORINDEEPMNINGADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyYinLimingSupervisor:ProfessorGuoWeijiaCollegeofNaturalResourcesandEnvironmentalEngi
3、neeringJune2011聲明本人呈交給山東科技大學的這篇博士學位論文，除了所列參考文獻和世所公認的文獻外，全部是本人在導師指導下的研究成果。該論文資料尚沒有呈交于其它任何學術機關作鑒定。博士生簽名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofDoctorofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswholl
4、ymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山東科技大學博士學位論文摘要摘要本文從分析深部煤炭資源賦存環(huán)境入手，針對深部開采所呈現的高巖溶水壓、高地應力及強采礦擾動和深部巖體力學新特性，以底板隔水層變形、破壞及構造活化形成導水通道為研究主線，綜合運用室內試驗、理論分析、數值模擬及現場實測等方法，開展了深部煤層開采底
5、板突水機理的一系列相關基礎性實驗研究。通過對葛亭煤礦下組煤底板典型巖性巖石進行物理力學性質的室內試驗和高、低圍壓下全應力應變滲透特性試驗，對深部底板巖體阻水特性進行了分析，初步得出了巖性和圍壓對巖石滲透特性的影響規(guī)律。通過對巖石節(jié)理裂隙進行壓剪條件下的滲流耦合特性實驗室試驗，研究了在恒定法向荷載（CNL）和恒定法向剛度（CNS）邊界條件下，法向應力、節(jié)理表面粗糙度、滲透水壓對試件應力、位移和滲流特性的影響，獲得了剪切應力、法向位移、節(jié)理水力開度及透過率在剪切過程中隨剪切位移變化的趨勢和規(guī)律性；研究巖石節(jié)理裂隙在發(fā)生剪切變形時
6、的剪脹特性，分析了節(jié)理剪切變形對滲流特性影響，獲得了節(jié)理裂隙發(fā)生剪切破壞的判據公式?；谀壳皩嶒炇已芯繋r體裂隙應力滲流耦合特性試驗條件的限制，根據工程巖體受三維應力作用的實際情況，針對深部巖體所處環(huán)境的特殊性，初步設計開發(fā)了高水壓巖石應力—滲流耦合真三軸試驗系統(tǒng)。應用FLAC-3D數值分析軟件對深部開采工作面底板隨工作面推進的變形破壞演化規(guī)律和不同采深條件下的底板變形破壞特征進行了數值模擬研究，分析了斷層影響下深部采場高承壓水上底板流固耦合破壞特性，獲得了一些規(guī)律性的認識，并用現場測試結果進行了驗證，提出了模擬條件下斷層防水
7、煤柱的合理留設尺寸。分析了底板突水的多種影響因素和深部采場底板突水特點及形成原因，對深部采場底板突水類型進行了分類，以導水通道的形成為判據，提出了固有導水通道突水、正常巖層底板突水和斷續(xù)節(jié)理裂隙擴展突水三大類底板突水模式，并逐一研究了其突水機理。應用突變理論研究了底板突水的突變特征，得出了底板系統(tǒng)突變突水的必要條件和充分條件。提出了阻突和促突變量因子及特征主導參量和系數的概念，通過分別建立底板因剪切破壞失穩(wěn)和受水平力和垂直力作用而破壞失穩(wěn)突水的突變模型，計算獲得底板阻水系統(tǒng)狀態(tài)，為深部煤層開采底板突水的預測預報提供了一種新的
8、方法和思路。關鍵詞：深部開采；應力—滲流耦合；巖體阻水性能；底板變形破壞；突水機理；山東科技大學博士學位論文摘要AbstractInthispaperbyanalyzingthedepositingenvironmentofdeepcoalresources,accordingtohigh
