采場(chǎng)底板巖層破斷分析及底板突水預(yù)測(cè)研究.pdf

1、本文應(yīng)用多學(xué)科理論及研究成果，采用理論分析、試驗(yàn)研究、數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的綜合方法對(duì)地應(yīng)力作用下煤層底板突水的力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了研究；并利用其研究結(jié)論，基于模糊物元模型，對(duì)底板突水進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并編制了相應(yīng)的突水預(yù)測(cè)軟件。
　　根據(jù)“下三帶”理論，以有效保護(hù)層帶為研究對(duì)象，應(yīng)用彈性力學(xué)板理論分析了地應(yīng)力作用下層合底板的破斷規(guī)律，并得到了相應(yīng)的突水判據(jù)；通過(guò)對(duì)底板灰?guī)r制作的大尺寸灰?guī)r試件進(jìn)行劈裂以模擬采場(chǎng)底板節(jié)理，并進(jìn)行了節(jié)理表面粗糙度的量測(cè)

2、，應(yīng)用JAW-600型數(shù)控巖體節(jié)理剪切滲流試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行壓剪條件下采場(chǎng)底板巖體滲流規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，研究了在既定工況條件下節(jié)理剪切應(yīng)力、法向應(yīng)力、節(jié)理表面粗糙度對(duì)試件應(yīng)力、位移、水力開(kāi)度和透過(guò)率的影響，獲得了底板灰?guī)r節(jié)理在不同工況條件下剪切應(yīng)力、法向位移、節(jié)理水力開(kāi)度及透過(guò)率在剪切過(guò)程中隨剪切位移變化規(guī)律；通過(guò)分析剪切過(guò)程中節(jié)理表面接觸比的變化，解釋了剪切過(guò)程中剪切應(yīng)力變化規(guī)律的力學(xué)機(jī)制，初步揭示了節(jié)理剪切變形對(duì)含節(jié)理裂隙底板滲透性的影響；應(yīng)

3、用FLAC-3D數(shù)值分析軟件對(duì)不同水壓和埋深情況下，采場(chǎng)底板隨工作面推進(jìn)時(shí)的變形破壞規(guī)律數(shù)值模擬研究，分析了高承壓水體上開(kāi)采的底板流固耦合破壞特性，獲得了采動(dòng)破壞深度和承壓水導(dǎo)升高度隨工作面推進(jìn)的發(fā)展變化規(guī)律，并用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證；結(jié)合力學(xué)分析、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算結(jié)論，通過(guò)對(duì)礦井底板突水相關(guān)因素的分析，用專家打分和層次分析法確定了各因素在礦井底板突水的過(guò)程中所起作用的權(quán)值，根據(jù)可拓學(xué)理論建立了礦井底板突水預(yù)測(cè)的模糊物元模型，基于模糊物