承壓水上開采底板突水損傷斷裂力學(xué)機(jī)制研究.pdf

1、在廣泛閱讀國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)地分析總結(jié)承壓水上開采底板突水規(guī)律。底板突水是承壓水上開采時(shí)，采動(dòng)礦山壓力和承壓水壓共同作用導(dǎo)致煤層底板巖體損傷斷裂破壞，其破壞過程實(shí)際上是微裂紋的萌生、擴(kuò)展、貫通，直到產(chǎn)生宏觀裂紋，導(dǎo)致底板巖體失穩(wěn)破壞，形成導(dǎo)水通道，造成大量承壓水體涌入工作現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)重威脅煤礦的安全生產(chǎn)，造成嚴(yán)重地人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，由于底板巖體自身的復(fù)雜性，其內(nèi)部分布微裂紋，甚至有宏觀的缺陷如斷層，溶洞等地

2、質(zhì)構(gòu)造，底板巖體的強(qiáng)度、變形和破壞的性能都與裂紋的擴(kuò)展有關(guān)，因此本文運(yùn)用損傷斷裂力學(xué)理論分析底板裂隙發(fā)育規(guī)律及破壞深度。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)資料利用UDEC軟件，模擬工作面推進(jìn)過程中，不同巖性組合煤層底板的破壞特征，分析煤層底板巖層應(yīng)力、位移和裂隙擴(kuò)展規(guī)律。取得如下創(chuàng)新成果:
　　(1)基于彈性力學(xué)和礦山壓力理論，結(jié)合損傷斷裂力學(xué)，主要研究底板損傷巖體在采動(dòng)礦壓及承壓水壓共同影響下，其內(nèi)部裂隙的擴(kuò)展規(guī)律及煤層底板的破壞深度。
　　(

3、2)根據(jù)普氏圍巖分級(jí)法，結(jié)合孫疃煤礦的地質(zhì)資料，將開采煤層底板巖層組合劃分為“軟硬軟硬”模式，運(yùn)用UDEC軟件模擬底板巖層“三帶”的變異特征及分析應(yīng)力、位移、裂隙的分布規(guī)律。
　　(3)沿采場(chǎng)傾向方向，分析單一工作面開采時(shí)，煤層底板巖層的破壞特征;工作面接替開采時(shí)，在相鄰工作面采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)的相互影響下，分析開采工作面底板巖層的破壞特征，包括底板巖體應(yīng)力、位移及裂隙的發(fā)育情況進(jìn)行分析。
　　(4)在煤層埋深和承壓水壓確定的情況下