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《中国矿业大学》 2009年
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高水压松散含水层下采煤关键层复合破断致灾机制研究

于保华  
【摘要】: 我国华东、华北矿区部分煤矿的第四系厚表土层的底部存在一层以非胶结沙土、砂砾为骨架组成的松散承压含水层,它直接赋存在基岩顶界面上。近年来,部分煤矿在邻近该松散承压含水层采煤时发生了多起工作面压架突水灾害,造成了重大的经济损失,严重威胁煤矿安全生产。按传统理论难以合理解释此类压架突水事故的发生机理。论文通过大量的现场实测研究和实验室模拟研究,揭示了邻近松散承压含水采煤覆岩运动规律和工作面压架突水的机理。 研究发现:由于松散承压含水层的流动性和承压水流动补给作用,煤层开挖过程中作用于基岩顶界面的上覆载荷不像通常条件下随煤层开挖显著降低而是基本保持恒定,松散承压含水层起到了载荷传递的作用。邻近松散承压含水层开采时,由于松散承压含水层的载荷传递作用,导致一定覆岩条件下关键层易产生复合破断,引起松散承压含水层下部基岩的整体破断和砌体梁结构的滑落失稳,使得顶板导水裂隙高度发育至松散含水层下,远大于按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》方法确定的值。这是引发部分矿井在邻近松散承压含水层采煤时发生异常压架突水灾害的根本原因。 基于邻近松散承压含水开采工作面压架突水机理,提出了邻近松散承压含水层采煤压架突水危险性评价方法和防治对策,并对祁东煤矿邻近松散承压含水层采煤压架突水危险区域作出了预测,避免了类似灾害的再次发生,彻底扭转了祁东煤矿邻近松散承压含水层采煤不断发生压架突水灾害的被动局面,保证了祁东煤矿7_114工作面压架突水后的复面安全生产,取得了显著的经济效益。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD745

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【引证文献】
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1 杨培举;两柱掩护式放顶煤支架与围岩关系及适应性研究[D];中国矿业大学;2009年
2 王晓振;松散承压含水层下采煤压架突水灾害发生条件及防治研究[D];中国矿业大学;2012年
3 白汉营;深埋土岩界面下煤层开采覆岩破坏致灾机理[D];中国矿业大学;2014年
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【参考文献】
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1 杨培举;两柱掩护式放顶煤支架与围岩关系及适应性研究[D];中国矿业大学;2009年
【共引文献】
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9 王少磊;张文龙;;顶板窥视及分类在煤巷支护设计中的应用[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
10 王彦利;;榆神矿区煤矿突水及防治[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 张飞燕;高应力高突区域煤巷快速掘进灾害防治技术研究[D];武汉理工大学;2010年
9 王旭宏;大同矿区“三硬”煤层冲击地压发生机理研究[D];太原理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘少杰;新安煤田瓦斯赋存规律与突出区域预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
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8 陈轶;浅埋深弱粘结薄基岩采面覆岩层移动规律及支架阻力研究[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
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1 高佩玲;山前洪积扇与冲洪积平原多层结构含水层地下水模型的研究及应用[D];新疆大学;2001年
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【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 周安伟;复合顶板采场关键层结构力学分析与支架工作阻力确定[D];安徽理工大学;2015年
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8 贾明;大水矿山隔水关键层再造及其安全可靠性研究[D];中南大学;2012年
9 童珏;采煤引起的水资源与生态环境效应分析[D];中国地质大学(北京);2013年
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