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《煤炭科学研究总院》 2008年
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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

牛建立  
【摘要】: 煤层底板突水是威胁我国煤矿安全生产的最主要水害类型之一,特别是随着煤矿开采深度不断加大,煤层底板突水威胁日益严重。论文作者针对目前底板水害防治面临的理论和技术问题,选择“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”进行深入研究,具有重要的理论意义和应用价值。 论文在全面系统分析了煤层底板突水研究的国内外研究现状和发展趋势的基础上,针对研究领域所存在的关键科学技术问题,通过理论研究、实验室实验、现场测试及数值模拟,分析了煤层底板突水因素、采动岩体应力及位移分布特征、底板采动破坏规律,论述了岩体渗流与应力耦合机理;建立了岩体渗流与应力之间的理论公式,研究了原位及采动条件下不同尺度应力场——渗流场的耦合机理:系统地研究了水对岩石的弱化效应,获得了实验岩石力学指标与饱和度之间的实验关系,得出了弱化效应在岩石含水量为30%左右时达到最大的结论,这是本论文的创新点之一:通过土工离心机模拟试验,研究了开采空间大小对围岩的破坏与围岩力学性质、围岩层厚之间的关系,得到了不同空间尺度、不同应力变化速率、不同围岩层厚条件下的围岩破坏变形规律,该试验为研究不同应力条件下的开采破坏提供了一种新的方法,是本论文的又一个创新点;应用突水系数和带压开采理论,对中三井田进行了带压开采分区,确定了安全开采下限,应用FLAC 3D软件对中三井田采动条件下工作面应力应变规律进行了数值模拟,获得了采动条件下底板破坏深度与煤柱宽度的关系,给出了合理的采留比,提出了薄隔水层承压水上安全开采的工艺和方法及防治水技术措施。。
【学位授予单位】:煤炭科学研究总院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TD823.83

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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7 焦殿志;徐冰寒;;煤层底板断裂结构岩层突(涌)水量估算研究[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 王恩志;王慧明;李昂;石梅;;石门子水库近坝区渗漏与防渗分析[A];第二届水土保持生态环境研讨会暨第六届海峡两岸水土保持学术研讨会论文集[C];2001年
9 李载鸣;;台湾地区溪流生态基础流量推估——和平溪上游案例研究[A];第二届水土保持生态环境研讨会暨第六届海峡两岸水土保持学术研讨会论文集[C];2001年
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6 曹林卫;基于椭圆形微裂纹变形与扩展的准脆性岩石细观损伤—渗流耦合本构模型[D];重庆大学;2010年
7 范晓刚;急倾斜下保护层开采保护范围及影响因素研究[D];重庆大学;2010年
8 柴军瑞;大坝及其周围地质体中渗流与应力场耦合分析[D];西安理工大学;2000年
9 陈志坚;层状岩质边坡工程安全监控建模理论及关键技术研究[D];河海大学;2001年
10 唐胜传;复杂场地高坝建设适宜性的工程地质研究[D];成都理工大学;2002年
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1 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
2 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
3 于宝种;阳泉无烟煤对N_2-CH_4二元气体的吸附—解吸特性研究[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 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
6 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
7 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
8 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
9 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
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【同被引文献】
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1 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
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10 武龙飞;朱村矿承压水上膏体充填开采底板破坏规律研究[D];中国矿业大学;2008年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1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
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李凯;煤矿水害监测预警技术及其应用[D];湖南科技大学;2011年
2 彭永贵;承压水体上厚煤层开采底板破坏规律研究[D];安徽理工大学;2012年
【二级参考文献】
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8 徐玲;李彦周;;开滦荆各庄矿9煤层顶板水综合防治技术[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
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 李新宏 李路;“沙曲矿带压开采防治水研究”通过评审[N];中国矿业报;2009年
3 韩亚春;朱庄煤矿“带压开采”技术防水患[N];经理日报;2009年
4 韩亚春;实施带压开采 遏制矿井水害[N];中国煤炭报;2009年
5 张延颖;高承压岩溶含水层带压开采技术获突破[N];科技日报;2007年
6 邢克强 李建民;攻克高承压岩溶含水层带压开采防治水技术[N];科技日报;2008年
7 记者 王新生通讯员 张延颖;葛泉矿防治水技术获新突破[N];中国矿业报;2008年
8 常新乐 李天河;“零”的突破[N];中国煤炭报;2006年
9 张延颖 撰写;河北金能葛泉矿致力打造创新型矿井[N];中国煤炭报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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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 周燕国;土结构性的剪切波速表征及对动力特性的影响[D];浙江大学;2007年
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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 葛颜慧;岩溶隧道突水风险评价与预警机制研究[D];山东大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张永强;峰峰煤田万年矿带压开采研究[D];石家庄经济学院;2008年
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3 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
4 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
5 黄俊;工作面底板突水机理研究[D];湖南科技大学;2011年
6 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
7 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
8 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
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