高位硬厚覆巖破斷及運(yùn)移特征的相似材料模擬試驗研究.pdf

1、煤炭是我國能源工業(yè)的支柱，隨著對能源需求量的增加，開采強(qiáng)度顯著增大，開采地質(zhì)條件日益復(fù)雜，如褶曲、斷層等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造、硬厚或巨厚覆巖賦存等。其中，當(dāng)采場上覆高位硬厚或巨厚巖層時，具有強(qiáng)度高、厚度大、層間距大、破斷運(yùn)移步距大，應(yīng)力集中程度高等特點，在工作面上覆巖層中處于關(guān)鍵層的地位，其運(yùn)移能產(chǎn)生較明顯的動力現(xiàn)象，如沖擊地壓、礦震、煤與瓦斯突出等動力災(zāi)害，給煤礦生產(chǎn)帶來了安全隱患。因此，正確認(rèn)識采場上覆巨厚堅硬巖層的破斷過程、運(yùn)移規(guī)律和離層

2、時空發(fā)育規(guī)律等，對硬厚巖層下礦山壓力控制與動力災(zāi)害防治提供重要的理論意義和實用價值。
　　本文采用相似材料模擬試驗的方法對上覆高位硬厚巖層破斷過程及破斷特征、覆巖運(yùn)移規(guī)律及離層時空發(fā)育特征進(jìn)行試驗研究，并結(jié)合關(guān)鍵層理論、彈性地基梁和材料力學(xué)等理論，建立四邊彈性支承邊界條件下彈性基礎(chǔ)正交梁力學(xué)模型進(jìn)行理論分析。主要研究內(nèi)容和研究成果為:
　　1)以上覆高位硬厚巖層為研究背景，對開采煤層上覆巖層（尤其是巖漿巖）破斷過程進(jìn)行監(jiān)測，

3、揭示了上覆硬厚巖層存在阻隔作用，且影響采場覆巖的“三帶”分布及其發(fā)育高度的現(xiàn)象，進(jìn)一步研究分析了采場上覆巖層破斷過程、巖漿巖的破斷模式及其破斷特征。
　　2)對采場上覆巖層位移監(jiān)測，分析了高位硬厚巖層賦存條件下，覆巖的位移變化情況和離層時空發(fā)育規(guī)律，探討了主關(guān)鍵層下離層空間的演化過程與形態(tài)特征，分析了離層空間的層位演化與橫向擴(kuò)展規(guī)律、覆巖與主關(guān)鍵層的運(yùn)移規(guī)律;并通過理論分析揭示了離層空間形成的機(jī)理與條件，提出了離層區(qū)域可以由一個梯