淺埋煤層長壁開采隔水層破壞規(guī)律研究.pdf

1、淺埋煤層十多年來開采實(shí)踐和理論研究表明，地表厚松散層富含豐富潛水，淺埋煤層開采造成潛水流失嚴(yán)重，同時(shí)也可能對煤礦生產(chǎn)構(gòu)成災(zāi)害。對于礦井涌水潰沙的災(zāi)害防治工作許多學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，然而對潛水水位下降流失的機(jī)理研究及其所引起的礦區(qū)荒漠化等環(huán)境負(fù)效應(yīng)研究較少。本文以現(xiàn)場地質(zhì)評價(jià)為基礎(chǔ)，研究開發(fā)了針對柔性隔水粘土層的物理相似模擬實(shí)驗(yàn)材料，通過一般物理相似模擬和兩相仿真相似模擬實(shí)驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬等相結(jié)合的方法，以導(dǎo)師承擔(dān)的國家自然科學(xué)

2、基金項(xiàng)目“淺埋煤層地表隔水層的采動隔水性研究”以及教育部科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“厚沙土層下淺埋煤層開采的地表水土流失機(jī)理研究”為依托，對淺埋煤層長壁開采上賦基巖及隔水層的破壞規(guī)律等問題進(jìn)行了深入研究。在本論文中，初步研制了在一般物理相似模擬實(shí)驗(yàn)中和兩相物理相似模擬實(shí)驗(yàn)中針對柔性巖層(例如隔水粘土層)的相似模擬材料及相關(guān)配比規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室模擬巖土工程中柔性巖層相似模擬；通過物理相似模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了相似實(shí)驗(yàn)材料及配比選取的正確性、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可

3、靠性，分析了淺埋煤層長壁開采下頂板導(dǎo)水裂縫的分布和發(fā)展規(guī)律，并將上賦巖層根據(jù)裂縫分布分為了“三帶”：導(dǎo)水裂縫帶、下行裂縫帶及彎曲下沉帶，確定了基巖破斷運(yùn)動是影響隔水層破壞的關(guān)鍵因素。兩相仿真相似模擬實(shí)驗(yàn)同時(shí)也給出了在采動過程中潛水流失過程，在兩相相似模擬實(shí)驗(yàn)研究方面邁進(jìn)了一步。通過理論分析，掌握了導(dǎo)水裂縫發(fā)展高度，確定了開采過程中潛水流失的影響因素，同時(shí)指出三趾馬亞粘土層的采動穩(wěn)定性是榆神礦區(qū)實(shí)施潛水保護(hù)的關(guān)鍵。最終，本論文以我國陜北榆