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《河南理工大学》 2010年 硕士论文
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基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用

贾晓亮  
【摘要】: 我国煤炭资源丰富,赋存条件十分复杂,断层是影响煤矿开采的重要地质因素。近断层附近煤矿开采的动力扰动导致断层活化引发的煤与瓦斯突出及煤层底板突水等事故频繁发生,制约了煤矿安全高效开采,因此寻找出一套近断层附近预测地质灾害的方法十分必要,且具有十分可观的现实意义。 断层破坏了煤层的连续性和完整性,断层周围的应力分布差异性大,断层附近在开挖过程中的位移场、塑性区及应力场都将发生变化,对于这种特殊地质条件下的开采,无法得到围岩应力与位移的解析解。随着计算机技术的不断发展,数值计算方法得到了长足的进步,复杂的工程问题可采用数值计算方法并借助于计算机得到满足工程要求的数值解,各类数值分析程序应运而生,已成为岩体力学研究和工程设计计算的重要手段。当初始条件和边界条件选择合理,模型构建得当的情况下,数值分析模拟计算完全可以代替昂贵的物理试验方法。 论文前半部分通过利用FLAC3D数值模拟的方法,模拟了断层端部地应力分布情况,并分析了影响断层端部应力集中的主要因素。接下来以鹤壁六矿10.13煤瓦斯突出为背景,模拟断层端部附近煤层开采后应力分布情况,分析造成这次事故的主要因素。论文的最后部分,模拟正断层倾角变化对断层活化及底板突水的影响,为矿井防治底板突水事故提供一些有益的结论。


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