收藏本站
《东北大学 》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤矿底板突水机理分析及数值模拟研究

杨利明  
【摘要】:长期以来,煤矿水害给国家和人民带来了巨大的经济损失和人员伤亡,突水是采矿过程中常常面临的一种严重灾害。随着煤矿开采方式,开采深度和工作面开采空间尺度的变化,突水灾害日益严重。开展矿井突水机理基础理论研究,有效遏制矿井突水事故的发生,保障煤矿安全生产,是目前煤矿工业需要解决的问题。 本文首先对煤矿底板突水问题的分类方法及其突水一般机理进行分析总结,然后利用RFPA~(2D)-Flow数值计算系统,着重从岩石细观力学的角度,充分考虑岩石的非均匀性和破坏过程的渗流-损伤耦合作用,结合开滦范各庄煤矿现场的工程水文地质资料,对12煤的底板突水问题进行数值模拟研究。数值模拟分为完整底板突水及断层影响下的底板突水两种情况进行,研究水压驱动下的岩体损伤破坏全过程,从变形、应力、水压、流量等不同角度分析煤矿底板的突水机理。在对完整底板突水的数值模拟中考虑了含水层不同水压力对底板突水的影响,得到了与实际相近的临界突水系数;在对断层影响下的底板突水的数值模拟中,采用了有限元强度折减法,得到了断层不同倾角条件下底板的临界失稳强度和安全系数,探讨了断层倾角与底板突水的关系。 数值模拟再现了采动条件下岩体损伤破坏直至突水的动态演化过程,以直观的图像动力学方式展现了裂隙萌生、扩展乃至贯通断裂为导水通道的全过程,得到了比较符合实际的结果,为煤矿突水机理的研究提供一些基础性依据。
【学位授予单位】:东北大学 
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD745

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李鹏;李雅庄煤矿下保护层开采卸压保护范围及可行性研究[D];河南理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩宝平,冯启言,于礼山,毛琼,李炉明,张洪茂;全应力应变过程中碳酸盐岩渗透性研究[J];工程地质学报;2000年01期
2 白明洲,许兆义,王勐,王连俊;长大隧道施工过程中突水突泥灾害预测预报技术研究[J];公路交通科技;2005年S1期
3 郭惟嘉,刘杨贤;底板突水系数概念及其应用[J];河北煤炭;1989年02期
4 刘燕学;峰峰煤田煤层底板强度及断裂构造控水作用[J];河北煤炭;1998年03期
5 谭志祥;断层突水的力学机制浅析[J];江苏煤炭;1998年03期
6 施龙青,曲有刚,徐望国;采场底板断层突水判别方法[J];矿山压力与顶板管理;2000年02期
7 陈永强,郑小平,姚振汉;三维非均匀脆性材料破坏过程的数值模拟[J];力学学报;2002年03期
8 张金才;煤层底板突水预测的理论与实践[J];煤田地质与勘探;1989年04期
9 杨映涛,李抗抗;用物理相似模拟技术研究煤层底板突水机理[J];煤田地质与勘探;1997年S1期
10 魏久传,李白英;承压水上采煤安全性评价[J];煤田地质与勘探;2000年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘永贵;山东省煤矿水害特征及防治技术途径研究[D];山东科技大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张磊;岑国平;顾强康;;基于强度折减法的岩溶区高填土地基稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2011年04期
2 张德万;肖峻峰;卢平;;近距离高瓦斯煤层群首采工作面顶板裂隙发育规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2012年01期
3 冯启言;杨天鸿;于庆磊;唐春安;冷雪峰;;基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟[J];安全与环境学报;2006年03期
4 韩光;李连崇;王大国;;流固耦合作用下节理岩质边坡失稳过程的RFPA模拟分析[J];辽宁科技大学学报;2008年02期
5 汪琦;温进芳;李忠;;浙江苍岭隧道凝灰岩突水现象地质特征研究[J];地下空间与工程学报;2006年03期
6 岩小明;李夕兵;李地元;郭雷;;露天开采地下矿室隔离层安全厚度的确定[J];地下空间与工程学报;2006年04期
7 孙海涛;丁德馨;刘东燕;杨挺拔;;隧道喷射混凝土衬砌构筑时机的数值模拟分析[J];地下空间与工程学报;2006年05期
8 莫伟伟;徐平;丁秀丽;;库水位涨落对滑坡稳定性影响研究进展[J];地下空间与工程学报;2006年06期
9 胡昱;叶源新;刘光廷;李鹏辉;;多轴应力作用下砂砾岩单裂隙渗流规律试验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
10 王艳丽;王勇;许建聪;伍国军;;节理岩质边坡地下水渗流的离散元分析[J];地下空间与工程学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛雷;孙强;秦四清;刘汉东;黄鑫;;非均质边坡强度折减法折减范围研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 赵海军;马凤山;郭捷;吴志全;张永龙;;龙首矿露天转地下开采对边坡岩体稳定性的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 辛红旗;;采动引起底板破坏而引发煤矿突水的原因分析——以豫西某井田为例[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
4 许振华;王清来;;复杂采空区条件下残矿回收与稳定性的有限元模拟研究[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
5 张国新;葛劭卿;陈平;;岩石裂隙中非恒定渗流与变形耦合作用的DDA方法[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
6 康健;赵阳升;董晓梅;;岩体介质的随机固流热耦合模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 郑文华;李继林;;煤矿条带开采中关键层减沉效果分析[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
8 金洪伟;许家林;朱卫兵;;覆岩移动的拱-梁组合结构模型的初步研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
9 高延法;;煤矿开采覆岩离层注浆减沉技术研究与应用条件[A];全国控制地面沉降学术研讨会论文集[C];2005年
10 李文平;李小琴;孙如华;;巨厚坚硬岩层下煤层开采“动力突水”初步研究[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
2 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 孙克国;注浆控制岩溶隧道突水地质灾害的机理和模拟方法研究[D];山东大学;2010年
4 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年
5 夏强;地下水不确定性问题的多模型分析方法及应用[D];中国地质大学(北京);2011年
6 郭佳奇;岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D];北京交通大学;2011年
7 郭小红;厦门翔安海底隧道风化槽衬砌结构稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
8 刘超;采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D];大连理工大学;2011年
9 黄戡;裂隙岩体中隧道注浆加固理论研究及工程应用[D];中南大学;2011年
10 姚振巩;矿山充填体作用机理与铝基复合充填胶凝材料研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 乐志军;新朝川矿矿井水分布规律研究与防治对策[D];河南理工大学;2010年
2 贾晓亮;基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年
3 王瑞华;李粮店煤矿水文地质特征研究[D];河南理工大学;2010年
4 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年
5 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
6 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 胡艳卉;矿井地下水流场数值模拟及其应用研究[D];山东科技大学;2010年
8 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
9 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
10 刘桂海;基于突变理论的煤层底板突水预测评价方法研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘林;煤层群多重保护层开采防突技术的研究[J];矿业安全与环保;2001年05期
2 周德永,甘林堂;淮南矿区瓦斯区域性治理——保护层开采的成果与展望[J];矿业安全与环保;2005年02期
3 夏红春;程远平;柳继平;;利用覆岩移动特性实现煤与瓦斯安全高效共采[J];辽宁工程技术大学学报;2006年02期
4 涂敏;缪协兴;黄乃斌;;远程下保护层开采被保护煤层变形规律研究[J];采矿与安全工程学报;2006年03期
5 涂敏;黄乃斌;刘宝安;;远距离下保护层开采上覆煤岩体卸压效应研究[J];采矿与安全工程学报;2007年04期
6 马占国;涂敏;马继刚;张勃阳;韩猛;;远距离下保护层开采煤岩体变形特征[J];采矿与安全工程学报;2008年03期
7 刘洪永;程远平;赵长春;周红星;张志鹏;;保护层的分类及判定方法研究[J];采矿与安全工程学报;2010年04期
8 刘其声;;关于突水系数的讨论[J];煤田地质与勘探;2009年04期
9 林青;黄旭超;张朝举;杨春林;;多重保护层开采高瓦斯综采面瓦斯涌出规律研究[J];煤矿开采;2010年01期
10 许家林,钱鸣高,金宏伟;基于岩层移动的“煤与煤层气共采”技术研究[J];煤炭学报;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 黄存捍;采动断层突水机理研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 黄俊;工作面底板突水机理研究[D];湖南科技大学;2011年
2 张渊;带压开采底板突水破坏规律与突变模型研究[D];太原理工大学;2002年
3 吕春峰;煤层底板突水的数值模拟试验及其工程应用[D];西安科技大学;2003年
4 李明好;下保护层开采卸压范围及卸压程度的研究[D];安徽理工大学;2005年
5 毕业武;保护层开采对煤层渗透特性影响规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
6 刘宝安;下保护层开采上覆煤岩变形与卸压瓦斯抽采研究[D];安徽理工大学;2006年
7 朱开鹏;非均布水压作用下采煤工作面底板破坏突水机理研究[D];煤炭科学研究总院;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈雄,刘俊杰,吴寅,张震斌;矿井水资源化与生态环境安全探讨[J];安全与环境学报;2004年S1期
2 郑颖人,赵尚毅,时卫民,林丽;边坡稳定分析的一些进展[J];地下空间;2001年04期
3 高卫东,渠立权;基于GIS的煤层底板突水预测[J];测绘通报;2003年12期
4 殷有泉,郑顾团;断层地震的尖角型突变模型[J];地球物理学报;1988年06期
5 王志荣,陈玲霞;河南省煤矿水害防治探讨[J];地质灾害与环境保护;1994年03期
6 康仲远;岩体准静态运动失稳的 CUSP 型突变模型[J];地震学报;1984年03期
7 栾茂田,武亚军,年廷凯;强度折减有限元法中边坡失稳的塑性区判据及其应用[J];防灾减灾工程学报;2003年03期
8 王文,桂祥友,宁德志;矿区水体污染与防治[J];矿业安全与环保;2001年05期
9 王媛;多孔介质渗流与应力的耦合计算方法[J];工程勘察;1995年02期
10 王德禹,杨桂通;基于突变理论的弹性圆柱壳冲击扭转屈曲[J];工程力学;1992年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 尹会永;潘西煤矿煤层底板突水机理及预测预报研究[D];山东科技大学;2005年
2 苏宝成;华丰煤矿顶板突水机理及防治技术研究[D];山东科技大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程明;带压开采工作面底板突水分析与防治[J];河北煤炭;1995年03期
2 刘伟韬,张文泉,高延法,倪罗平;底板突水预测专家系统研究[J];山东科技大学学报(自然科学版);1998年04期
3 张西民,王秀辉;顶板周期来压和底板突水的关系研究[J];煤田地质与勘探;1997年S1期
4 陶冠米,李守好;采煤工作面底板突水注浆封堵施工技术[J];煤炭技术;2003年09期
5 刘洪磊;杨天鸿;朱万成;于庆磊;;范各庄矿12煤底板突水过程模拟分析[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年04期
6 刘伟韬,张文泉,李加祥;用层次分析-模糊评判进行底板突水安全性评价[J];煤炭学报;2000年03期
7 许光泉,桂和荣,吴基文;煤矿底板突水分析及底板水防治[J];地下水;2001年03期
8 于喜东;地质构造与煤层底板突水[J];煤炭工程;2004年12期
9 张西民,马培智;采煤工作面顶板来压和底板突水关系的数值模拟研究[J];陕西煤炭技术;1998年01期
10 刘伟韬,宋传文,张国玉;底板突水的专家评分层次分析预测与评价[J];工程勘察;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙志强;万剑华;张丽;;基于模糊聚类法的底板突水危险性评价[A];“地球·资源”全国博士生学术论坛会议论文摘要集[C];2011年
2 虎维岳;尹尚先;;采煤工作面底板突水灾害发生的采掘扰动力学机制[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
3 孙尚云;朱慎刚;;1026工作面底板突水实时监测技术应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
4 黄大兴;蔡东红;甘圣丰;;刘桥一矿Ⅱ623工作面底板突水及注浆治理[A];纪念矿井地质专业委员会成立二十周年暨矿井地质发展战略学术研讨会专辑[C];2002年
5 吴基文;姜振泉;张朱亚;;淮北矿区煤层底板突水的岩体结构控制研究[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
6 胡艳卉;张文泉;任仰辉;颜文珠;;安徽五沟煤矿1016面底板突水GMS模拟模型研究[A];2009矿山灾害预防控制学术研讨会论文集[C];2009年
7 施龙青;于小鸽;尹会永;魏久传;朱鲁;刘同彬;;“下四带”理论及其在底板突水评价中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
8 姜华;陈崇柱;潘光明;;10层煤开采底板突水原因分析[A];中国科协2005年学术年会第20分会场论文集[C];2005年
9 李子林;魏久传;刘同彬;翟培合;朱鲁;贺国宪;施龙青;李锋;尹会永;;受水威胁工作面底板水情动态监测技术[A];煤矿安全与地球物理学术研讨会论文集[C];2006年
10 王经明;董书宁;刘其声;;煤矿突水灾害的预警原理及其应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会2005年学术交流会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员尚勇 记者刘宏;打破底板突水防治瓶颈[N];中国煤炭报;2009年
2 苏章胜;孙疃矿1028工作面防治水取得成功[N];经理日报;2008年
3 记者张长山 许晓东;掘进工作面底板突水所致[N];中国安全生产报;2010年
4 欧阳宝塔;程传利;缚住地下水龙有招[N];中国矿业报;2003年
5 本报记者 董柏生 本报通讯员 王艳萍;“精品工程”从标准做起[N];焦作日报;2010年
6 通讯员 赵国堂 本报记者 刘宏;一项新技术带来的连锁变化[N];中国煤炭报;2010年
7 韩拉军;为煤矿安全生产提供技术保障[N];中煤地质报;2010年
8 臧志奇 岳红敏;“铁军”神威[N];中煤地质报;2011年
9 康立勋;《岩层控制的关键层理论》出版[N];中国矿业报;2004年
10 本报记者 李延生 通讯员 郭永跃;冀中能源:四“柱”擎天[N];中国企业报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹立明;深部煤层开采底板突水机理基础实验研究[D];山东科技大学;2011年
2 张乐中;煤矿深部开采底板突水机理研究[D];长安大学;2013年
3 牛建立;煤层底板采动岩水耦合作用与高承压水体上安全开采技术研究[D];煤炭科学研究总院;2008年
4 徐智敏;深部开采底板破坏及高承压突水模式、前兆与防治[D];中国矿业大学;2010年
5 刘树才;煤矿底板突水机理及破坏裂隙带演化动态探测技术[D];中国矿业大学;2008年
6 段宏飞;煤矿底板采动变形及带压开采突水评判方法研究[D];中国矿业大学;2012年
7 黄存捍;采动断层突水机理研究[D];中南大学;2010年
8 乔伟;矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究[D];中国矿业大学;2011年
9 陈新明;大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
10 孙晋非;突水预测预报决策支持系统关键技术研究[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴伟征;查庄煤矿底板突水风险评价研究[D];山东科技大学;2011年
2 张伟杰;基于渗流—应力耦合作用的裂隙型底板突水机理及危险性预测研究[D];山东科技大学;2010年
3 王兴;固液耦合作用下底板突水过程的数值模拟研究[D];安徽理工大学;2011年
4 黄俊;工作面底板突水机理研究[D];湖南科技大学;2011年
5 舒丹丹;信息融合技术在矿井底板突水预测中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
6 原伟强;焦村矿水文地质条件及二_1煤底板突水危险性评价[D];河南理工大学;2011年
7 王自学;徐庄煤矿深部采区8煤底板突水危险性分析及防治[D];安徽理工大学;2010年
8 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年
9 于志鹏;断层组合对底板突水的影响及其防治研究[D];山东科技大学;2011年
10 李娜娜;赵官煤矿下组煤底板突水预测及防治技术研究[D];山东科技大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026