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断层对底板突水的作用影响研究

孙文斌  
【摘要】:我国煤田地质条件复杂,矿井开采灾害较多,煤层底板突水在开采过程中多有发生,已严重影响到矿井的安全生产。矿井水害是由多种因素影响造成的,其类型较多,但资料统计表明,绝大多数煤层底板突水情况都与断层有直接关系。因此,研究断层在底板突水过程中的作用影响,意义重大。 本文从断层和底板突水的基本概念入手,分析总结了各种断层和底板突水情况的分类方法,尤其是针对断层,分类研究更加深入,同时详细阐述了其各自的特点,这样便对断层底板突水就有了一些规律性的认识。进而根据底板突水的五个主要影响因素,即水源、水压、隔水层、地质构造和采掘活动,分析断层对五种因素的影响作用,总结出相关规律,进一步研究完整底板的突水机理问题。在此基础上,从数理统计学理论和损伤力学等多种角度,深入探讨底板岩石破坏机理,根据底板应力场分布规律特征,结合底板“下三带”理论,分析总结出断层突水的条件及机理规律。进一步分析比较,研究总结出断层对底板突水的影响作用。最后,利用大型数值模拟软件ANSYS,提出多种模拟方案,对完整底板和有断层影响的底板进行数值模拟。特别是考虑断层的断距和倾角变化的情况下,模拟底板的应力分布情况及其岩层破坏情况,观察分析断层的影响作用规律。


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