收藏本站
《山东科技大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

陷落柱活化导水机理研究

许进鹏  
【摘要】:陷落柱是发现于我国华北地区的一种特殊的地质现象,导水陷落柱是矿井生产极大的水害威胁。但是目前对陷落柱形成的具体过程和力学机理以及陷落柱在弱径流条件下的活化导水的机理、煤矿开采对陷落柱活化导水的影响等,都未有深入的研究。本文采用有关力学理论和数值方法,研究了陷落柱的形成机理和活化导水机理: 运用弹塑性理论、岩石力学理论、断裂力学理论及极限平衡原理,研究了陷落柱形成的基础、形成过程,认为:溶洞顶板边缘的裂隙扩展形成一个周边破坏带的判据为(-3qz/2h~3)a~2πl~(1/2)≥K_(IC);溶洞顶板形成分离体,在重力作用下分离体开始塌陷的判据为2cb+2λρgtanφhb<(hρg-P_0)γ,该判据表明陷落顶板的塌陷与溶洞大小、顶板厚度、上覆岩层的压力、岩石性质等因素有关;溶洞顶板持续塌陷会形成陷落柱。 在分析陷落柱的柱体不同层段的阻水性能的基础上,根据弹塑性理论、岩石力学理论研究了陷落柱柱体及其周边的应力分布,求出了在自身重力、围岩应力、地下水压力作用下的陷落柱柱体内的应力分布公式(3.3)、(3.4)、(3.20)、(3.21)、(3.27)、(3.28);根据不同的阻水层段的性质和可能破坏导水的不同部位,分别求得了陷落柱柱体的不同的破坏导水判据: (松散裂隙层破坏导水判据) 2cb+2σ_(rb+z)tanφb<(p_0-ρgh)r (泥石胶结层与周边错位导水判据) (泥石胶结层中心剪切破坏导水判据)并得出了陷落柱柱体活化导水的必要条件及如何判别陷落柱体是否导水的步骤。 通过断裂力学理论和裂隙渗流理论研究了陷落柱周边裂隙带内的裂隙在水压力作
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TD745

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王首同;白玉;王恒;陆鹿;;华北煤田陷落柱区域成因探讨[J];河南理工大学学报(自然科学版);2010年04期
2 冯振伟;王连国;张连福;;许疃煤矿主要水害水源类型与防治对策[J];煤炭科技;2007年03期
3 蔡东红;许进鹏;桂辉;;开采对已封堵陷落柱的影响及防水煤柱的留设[J];煤炭科技;2009年03期
4 张同俊;;葛亭煤矿陷落柱发育规律及富水性特征[J];煤炭科学技术;2010年02期
5 邢松涛;王连国;侯化强;;动压影响下陷落柱破裂机理研究[J];煤矿安全;2012年07期
6 邢松涛;王连国;侯化强;;采动对陷落柱裂隙带发育影响机理研究[J];矿业研究与开发;2012年05期
7 孟辉;马守君;樊海艳;宋淑光;杨志豪;李传磊;;陷落柱影响采场围岩破坏的数值模拟分析[J];山东科技大学学报(自然科学版);2011年05期
8 李振华;徐高明;李见波;;我国陷落柱突水问题的研究现状与展望[J];中国矿业;2009年04期
9 薛晓峰;许进鹏;齐跃明;郭耀华;;岱庄陷落柱柱体成分与其导水性关系分析[J];中国煤炭;2012年02期
10 彭纪超;刘海荣;孙利华;李学专;胡社荣;张福军;;山西省煤矿区陷落柱分布规律与突水预测研究[J];中国煤炭地质;2010年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 梁波涛;天池矿井瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
2 郭明涛;赵庄矿瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
3 刘美娟;肥城煤田奥陶系灰岩岩溶发育规律及其控制因素研究[D];山东科技大学;2011年
4 张建星;枣泉煤矿T-2火烧区下开采岩层移动规律研究[D];西安科技大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄志鹏,朱可善,郭映忠;重庆砂岩三点弯曲断裂及声发射试验研究[J];地下空间;1998年01期
2 李长有,于福清;沈南煤田岩溶陷落柱及其导水性特点[J];东北煤炭技术;1995年02期
3 司淑平,马建民,胡德西;煤系地层陷落柱成因机理与分布规律研究[J];断块油气田;2001年02期
4 卢耀如,张凤娥,阎葆瑞,郭秀红;硫酸盐岩岩溶发育机理与有关地质环境效应[J];地球学报;2002年01期
5 王则才;陷落柱成因及预防初探[J];矿业安全与环保;2001年S1期
6 董兴文;四川须家河煤组陷落柱的成因探讨[J];煤炭工程师;1998年02期
7 张永双,谭卓英,吕朋菊;华北型煤田岩溶陷落柱分类探讨[J];煤炭工程师;1998年05期
8 琚宜文,王桂梁;淮北宿临矿区构造特征及演化[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2002年03期
9 张宝柱,陈振东;华北型煤田岩溶陷落柱分布规律及其水文地质意义[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1996年03期
10 张永双,曲永新,刘国林,吕朋菊;华北型煤田岩溶陷落柱某些问题研究[J];工程地质学报;2000年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱万成;魏晨慧;张福壮;杨天鸿;;流固耦合模型用于陷落柱突水的数值模拟研究[J];地下空间与工程学报;2009年05期
2 吴文金;杨为民;范春学;张秀冰;;刘桥一矿岩溶陷落柱成因特征及岩体力学条件[J];北京工业职业技术学院学报;2005年04期
3 冯树国;王睿;;陷落柱在钻探中的识别特征及其形成机理研究[J];北京工业职业技术学院学报;2010年03期
4 黄志安;童海方;张英华;李示波;倪文;宋建国;邢奕;;采空区上覆岩层“三带”的界定准则和仿真确定[J];北京科技大学学报;2006年07期
5 单仁亮;高文蛟;程先锋;刘天宇;;用短棒试件测试无烟煤的动态断裂韧度[J];爆炸与冲击;2008年05期
6 罗卫,黄满湘,梁宜林;柿竹园野鸡尾矿区地面塌陷成因分析及防治[J];长春工程学院学报(自然科学版);2004年04期
7 马火林;张泽宇;潘和平;高志强;;煤层水平钻孔探测陷落柱测井方法设计[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年03期
8 孙玉杰;邬爱清;张宜虎;武涛;;地应力对采动裂隙岩体渗流特性影响的研究[J];长江科学院院报;2009年09期
9 张永亮;蔡嗣经;;矿山岩体压裂控制及裂隙渗流与应力关系分析[J];长江科学院院报;2011年01期
10 杨国宏,刘卫;岩体不连续面的剪切渗流特性分析[J];城市道桥与防洪;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢和平;;采矿工程中的力学问题与分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
2 樊鸿;张盛;王启智;;岩石断裂韧度试样CCNBD临界应力强度因子的全新数值标定[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 ;Groundwater Systems and Eco-hydrological Features in the Main Karst Regions of China[A];喀斯特与环境地学——卢耀如院士80华诞祝寿论文选集[C];2011年
4 卢耀如;张凤娥;刘长礼;童国榜;张云;;中国典型地区岩溶水资源及其生态水文特性[A];喀斯特与环境地学——卢耀如院士80华诞祝寿论文选集[C];2011年
5 ;Karst water resources and geo-ecology in typical regions of China[A];喀斯特与环境地学——卢耀如院士80华诞祝寿论文选集[C];2011年
6 卢耀如;张凤娥;;硫酸盐岩与碳酸盐岩复合岩溶发育机理与工程效应研究[A];喀斯特与环境地学——卢耀如院士80华诞祝寿论文选集[C];2011年
7 李林元;张向鹏;唐汉平;牛跟彦;;小波分析在煤田陷落柱解释中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2007年学术论坛专辑[C];2007年
8 刘德民;曹代勇;;华北型煤田陷落柱发育程度的模糊综合评价研究[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
9 张立翔;王成武;;岩体渗流场与应力场耦合分析[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年
10 薛国强;张继令;郭振全;杨武喜;;大回线源瞬变电磁法用于煤矿灾害地质调查的可行性[A];煤矿安全与地球物理学术研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
2 蔡超;鹤岗矿区石头河子组层序地层格架与构造控煤分析[D];中国地质大学(北京);2010年
3 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
4 赵忠明;小浪底库区采空区稳定性研究[D];河南理工大学;2011年
5 王睿;煤层顶底板突水地质力学条件及其危险性研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
6 傅晏;干湿循环水岩相互作用下岩石劣化机理研究[D];重庆大学;2010年
7 吴仁伦;煤层群开采瓦斯卸压抽采“三带”范围的理论研究[D];中国矿业大学;2011年
8 孙建;倾斜煤层底板破坏特征及突水机理研究[D];中国矿业大学;2011年
9 黄伟;基于流固耦合动力学的矿压显现与瓦斯涌出相关性分析[D];中国矿业大学;2011年
10 刘倡清;综放变宽度煤柱回采巷道围岩变形规律及其控制技术[D];西安科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 上官明磊;五沟煤矿瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
2 杨鑫;钱营孜矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
3 敬复兴;峰峰矿区2号煤层瓦斯赋存规律及主控因素研究[D];河南理工大学;2010年
4 梁波涛;天池矿井瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
5 郭明涛;赵庄矿瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
6 徐学蓓;鲁西地块奥陶纪岩相古地理研究[D];山东科技大学;2010年
7 管仁和;薄煤层小煤柱护巷技术研究[D];山东科技大学;2010年
8 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
9 马海会;临沂市区岩溶地面塌陷成因机理与防治对策研究[D];山东科技大学;2010年
10 覃荣高;勐兴铅锌矿矿坑涌水量的数值模拟研究[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹代勇,关英斌;晋-获断裂带分段模式研究[J];大地构造与成矿学;1997年04期
2 吴智平;侯旭波;李伟;;华北东部地区中生代盆地格局及演化过程探讨[J];大地构造与成矿学;2007年04期
3 任纪舜;印支运动及其在中国大地构造演化中的意义[J];中国地质科学院院报;1984年02期
4 任纪舜;中国大陆的组成、结构、演化和动力学[J];地球学报;1994年Z2期
5 任纪舜;中国大陆构造的基本模型[J];地球学报;1995年03期
6 张子敏,高建良,张瑞林,何俊;关于中国煤层瓦斯区域分布的几点认识[J];地质科技情报;1999年04期
7 K.温特尔,H.杨纳斯,李建英;煤的解吸沼气量和瓦斯涌出情况[J];川煤科技;1981年01期
8 王则才;陷落柱成因及预防初探[J];矿业安全与环保;2001年S1期
9 洪雷;大同四台井田岩溶陷落柱发育规律的研究[J];矿业安全与环保;2003年S1期
10 毕雅静;王国艳;陈珊珊;;滕北矿区岩溶陷落柱发育规律探讨[J];矿业安全与环保;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 尹尚先;煤矿区突(涌)水系统分析模拟及应用[D];中国矿业大学(北京);2002年
2 张玉贵;构造煤演化与力化学作用[D];太原理工大学;2006年
3 闫宝珍;沁水盆地煤层气富集机理及主控特征[D];中国矿业大学(北京);2008年
4 胡戈;综放开采断层活化导水机理研究[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 徐学锋;地质构造对煤与瓦斯突出的影响研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
2 张兆强;肥城矿区地下水环境质量评价[D];山东科技大学;2004年
3 刘飞;山西沁水盆地煤岩储层特征及高产富集区评价[D];成都理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 张新蛮;;浅埋大采高工作面过陷落柱注浆加固技术[J];科技信息;2011年27期
2 卢放;聂明龙;;应用α卡法和微重力法探测岩溶陷落柱[J];煤炭工程;2010年05期
3 孟鑫;王安顺;;综采工作面过陷落柱技术初探[J];煤炭技术;2010年11期
4 李文平;刘启蒙;孙如华;;构造破碎带滞后突水渗流转换理论与试验研究[J];煤炭科学技术;2011年11期
5 马万祥;陈治中;汪占领;;煤岩强度原位快速测试技术与应用[J];煤炭科学技术;2012年02期
6 李梅;于飞;韩涛;;工作面开采陷落柱对顶底板的影响分析[J];山东煤炭科技;2012年02期
7 王伟东;英亚歌;;方格网布孔法注浆设计在底板改造中的应用[J];中国煤炭地质;2011年06期
8 宋恩春;王永军;周学年;张建胜;;林南仓矿区滑塌构造分析[J];中州煤炭;2010年02期
9 王德胜;;浅谈陷落柱封堵治理措施[J];中国新技术新产品;2012年13期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 俞解星;;煤矿矿井水患的初步评价与治理[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张华;阳泉矿区保安煤矿瓦斯地质规律及治理技术研究[D];河北工程大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陆彦邦,李勇,王栋,杨清和,喻根;两淮地区奥陶系沉积相及相模式[J];安徽地质;1994年03期
2 贾振远;华北地台东部奥陶系地层南北向沉积环境特征[J];沉积学报;1986年04期
3 金振奎,冯增昭;华北地台东部下古生界白云岩的类型及储集性[J];沉积学报;1993年02期
4 邱艳生;山西襄汾奥陶系岩石学特征及沉积环境分析[J];沉积学报;1993年04期
5 吴智敏,赵国藩;骨料粒径对混凝土断裂参数的影响[J];大连理工大学学报;1994年05期
6 李哲,张浩博,简政,黄松梅,赵向朝;岩石与砂浆界面裂缝断裂准则的研究[J];大连理工大学学报;1997年S1期
7 时梦熊;张寿越;;缓倾岩层洞穴系统发育模式的模拟试验[J];地质科学;1992年03期
8 赵一鸣;毕承思;李大新;;中国主要矽卡岩铁矿床的挥发组份和碱质交代特征及其在成矿中的作用[J];地质论评;1983年01期
9 吕朋菊,张永双,张明利,卜昌森,王克有;鲁西煤田多级滑动构造系[J];地质论评;1995年06期
10 卢耀如;杰显义;张上林;赵成樑;刘福灿;;中国岩溶(喀斯特)发育规律及其若干水文地质工程地质条件[J];地质学报;1973年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余祖琪;古岩溶柱状陷落特征与预测方法[J];煤田地质与勘探;1990年02期
2 郭达志,盛业华,金学林,黄天熊;岩溶陷落柱综合探测的基本原理与方法[J];煤炭学报;1994年06期
3 王革纯,刘金国;煤矿开采在煤系砂岩中形成现代陷落柱的实例[J];中国煤田地质;2004年S1期
4 许进鹏;孔一凡;童宏树;;弱径流条件下陷落柱柱体活化导水机理及判据[J];中国岩溶;2006年01期
5 王家臣;杨胜利;;采动影响对陷落柱活化导水机理数值模拟研究[J];采矿与安全工程学报;2009年02期
6 霍雷钧,赵玉新,樊耀光;潞安矿区陷落柱预测方法浅探[J];煤;2002年04期
7 许进鹏;梁开武;徐新启;;陷落柱形成的力学机理及数值模拟研究[J];采矿与安全工程学报;2008年01期
8 上官明磊;张玉贵;张子敏;高建成;;屯留矿陷落柱分布特征及成因探讨[J];煤;2010年05期
9 沈仕美;;余吾煤业公司陷落柱发育特征及分布规律探讨[J];煤;2010年09期
10 王经明;刘文生;关永强;王军现;吴燔;;华北煤田陷落柱的地下水内循环形成机理——以峰峰矿区为例[J];中国岩溶;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张兴平;;利用综合物探技术确定煤矿老窑采空区、陷落柱及断层的富水性[A];煤炭工业技术委员会地质分会/中国煤炭学会矿井地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年
2 李京荣;魏福敬;钟占良;;锚网梁索喷射混凝土联合支护在陷落柱中的应用[A];全国矿山建设学术会议论文选集(下册)[C];2003年
3 陈秀江;;金刚煤矿陷落柱形成机理及规律研究应用[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
4 李建民;;特大导水岩溶隐落柱的治理技术[A];煤炭工业技术委员会地质分会/中国煤炭学会矿井地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年
5 朱际维;;河北开滦矿务局范各庄矿奥灰岩溶陷落柱特大突水灾害及治理[A];岩石工程事故与灾害实录(第一册)[C];1994年
6 吴吉南;张德琦;;陷落柱内辅运大巷膨胀地压治理技术探讨[A];第七次煤炭科学技术大会文集(上册)[C];2011年
7 江晓益;胡雄武;;利用三维直流电法探测陷落柱异常区[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年
8 赵启静;张吉东;汤振清;;何岗煤矿陷落柱成因研究及防治对策[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年
9 曲赞;阎桂林;;高精度磁测在探测岩溶陷落柱中的应用[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年
10 董其成;赵鸿儒;;陷落柱地震波场的超声模拟[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 牛秋福 王洪涛 记者 常素莉;“含水陷落柱瞬变电磁井下监测技术”填补国际空白[N];河北经济日报;2009年
2 杜儿坪矿地质科 李淑萍;浅谈杜儿坪矿井田内陷落柱的分布规律及发育情况[N];山西科技报;2004年
3 牛秋福 王洪涛;“含水陷落柱瞬变电磁井下监测技术”通过鉴定[N];科技日报;2009年
4 梁雄军;农民工的离职行为与“民工荒”形成机理[N];中国经济时报;2011年
5 何;鼠胎儿脊骨及肋骨形成机理被发现[N];医药经济报;2004年
6 李志勇;浅谈南峪煤矿井田内陷落柱的分布及特征[N];科学导报;2006年
7 马平东;墨层附着牢 度形成机理[N];中国包装报;2003年
8 衣晓峰 田少东;哈医大五院探索烧伤后疤痕形成机理[N];中国医药报;2005年
9 于洋;浅水流的形成机理及其地球物理识别技术研究[N];科技日报;2007年
10 牛秋福 王洪涛;河北省科技厅一课题通过鉴定[N];中国矿业报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许进鹏;陷落柱活化导水机理研究[D];山东科技大学;2006年
2 张晓艳;不同饲用作物产量与品质形成机理及调控研究[D];山东农业大学;2005年
3 吕洁华;高新技术企业核心竞争力研究[D];东北林业大学;2005年
4 刘贵清;辽中南城市群产业空间结构形成机理与调控研究[D];东北师范大学;2006年
5 况顺达;贵州马别河流域岩溶石漠化遥感评价及其形成机理研究[D];中国地质大学(北京);2007年
6 古莉娜;气—液化学沉淀法制备无机非金属纳米材料[D];中国科学技术大学;2006年
7 周群艳;区域竞争力的形成机理与测评研究[D];上海交通大学;2006年
8 杨荣丰;地下径流通道的形成、特征及其探测技术研究[D];中南大学;2006年
9 匡乐红;区域暴雨泥石流预测预报方法研究[D];中南大学;2006年
10 张得志;物流园区演化机理与布局优化方法的研究[D];中南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨志豪;岱庄煤矿4325轨顺陷落柱发育特征及防治技术研究[D];山东科技大学;2011年
2 徐汪华;不同形貌纳米粒子的微乳法制备及形成机理的探讨[D];安徽大学;2004年
3 莫志柏;矿山泥石流形成机理及治理方法研究[D];中南大学;2003年
4 王玉贵;金融泡沫的形成机理及我国股市、房地产泡沫实证研究[D];中国人民大学;2005年
5 郭丽娟;燃烧合成工艺制备氮化硅粉体及相组成影响因素的研究[D];沈阳工业大学;2005年
6 隋欣;三元复合驱硅垢形成规律与主要控制因素研究[D];大庆石油学院;2006年
7 邓丽丽;Ag和AgCl纳米颗粒的微乳液法制备工艺研究[D];燕山大学;2006年
8 董小芳;保险公司治理模式的国际比较研究[D];吉林大学;2007年
9 李兴文;企业自主创新能力的形成机理及评价指标体系研究[D];武汉理工大学;2007年
10 武建龙;企业核心能力形成机理与管理策略研究[D];哈尔滨理工大学;2007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