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综放开采导水裂隙带高度及预测方法研究

杨贵  
【摘要】:本文首先以断裂力学和弹塑性力学知识为基础,将矿山压力理论和特殊开采理论紧密结合,对上覆岩层的破坏过程建立各种力学模型分别进行了研究分析,对导水裂隙带高度边界处大于中部的力学机理进行了分析,得出了煤层开采以后其导水裂隙带最高点位于采空区内侧、外侧的覆岩条件。然后,针对综放开采条件,在对现场实测资料分析研究的基础上,获得了影响覆岩导水裂隙带发育的影响因素及其变化特征。 进而总结分析已有有限元模拟研究成果,以实例反演获得导水裂隙带范围的判据,利用ANSYS有限元分析软件的优点及其中的节理单元,建立二维和三维模型对覆岩不同岩层组合、断层及工作面几何参数对综放开采覆岩导水裂隙带高度、范围等诸方面的影响进行了研究,获得了相应条件下导水裂隙带发育的基本规律。 最后结合现场实测资料、数值模拟、理论研究成果,分析了导水裂隙带的主要影响因素,综合考虑煤层采厚、覆岩性质和工作面几何参数等影响因素,研究得出了在综放开采条件下进行导水裂隙带高度预测的新方法与公式,该公式预计误差较小。本文的研究成果无论是对覆岩破坏的理论研究还是工程实践都具有重要意义与推广价值。


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