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文檔簡介
1、防水隔離煤柱的合理留設(shè)是采空區(qū)積水防治的關(guān)鍵技術(shù),與煤層賦存條件、煤及上覆巖層物理力學(xué)性質(zhì)以及工作面布置等眾多因素密切相關(guān)。本文通過實驗研究、理論建模及現(xiàn)場驗證等手段,針對防水隔離煤柱的合理留設(shè)問題進行了系統(tǒng)研究。
基于采場應(yīng)力重分布理論和極限平衡理論,考慮了煤體破壞形式,將防水隔離煤柱分為極限平衡區(qū)—彈性核區(qū)—水壓破壞區(qū),為進一步分析和確定防水隔離煤柱整體寬度構(gòu)建了合理的框架;應(yīng)用極限平衡理論和拋物線型強度準則,采用分離變量
2、法,確定了極限平衡區(qū)寬度;考慮礦壓、水壓作用,選用統(tǒng)一強度理論,采用半逆解法,確定了彈性核區(qū)寬度;考慮水的浸潤軟化作用,確定了水壓破壞區(qū)寬度;通過力學(xué)建模量化分析了采空區(qū)寬度、煤層埋深、地應(yīng)力、水壓等賦存地質(zhì)因素以及煤柱高度、煤巖體拉壓強度、浸水弱化性、煤體孔隙變形能力等結(jié)構(gòu)強度因素與防水隔離煤柱寬度關(guān)系;為方便實際工程應(yīng)用,編寫了防水隔離煤柱留設(shè)程式,討論分析了留設(shè)參數(shù)的選取原則和計算方法,為現(xiàn)場實際煤柱留設(shè)工作做出了有益的指導(dǎo);為獲
3、取防水隔離煤柱力學(xué)模型參數(shù),進行了抗壓強度點荷載實驗及抗拉強度、地應(yīng)力水壓致裂試驗,為模型參數(shù)分析及實際工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);將本文研究成果應(yīng)用于董家河礦防水隔離煤柱留設(shè)工作,計算得到極限平衡區(qū)寬度為2.83m,與該礦鉆探隊超聲無損探測結(jié)果相近;面間防水隔離煤柱整體寬度為30m,與前期預(yù)留防水隔離煤柱整體寬度相符。
本文基于以上研究工作,初步建立了防水隔離煤柱留設(shè)體系,為解決類似工程問題提供了借鑒性的研究方法,為進一步豐富和深化
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