承壓水上開采底板突水損傷斷裂力學機制研究.pdf

1、在廣泛閱讀國內(nèi)外參考文獻的基礎上，較為系統(tǒng)地分析總結承壓水上開采底板突水規(guī)律。底板突水是承壓水上開采時，采動礦山壓力和承壓水壓共同作用導致煤層底板巖體損傷斷裂破壞，其破壞過程實際上是微裂紋的萌生、擴展、貫通，直到產(chǎn)生宏觀裂紋，導致底板巖體失穩(wěn)破壞，形成導水通道，造成大量承壓水體涌入工作現(xiàn)場，嚴重威脅煤礦的安全生產(chǎn)，造成嚴重地人員傷亡及經(jīng)濟損失。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，由于底板巖體自身的復雜性，其內(nèi)部分布微裂紋，甚至有宏觀的缺陷如斷層，溶洞等地

2、質(zhì)構造，底板巖體的強度、變形和破壞的性能都與裂紋的擴展有關，因此本文運用損傷斷裂力學理論分析底板裂隙發(fā)育規(guī)律及破壞深度。結合現(xiàn)場地質(zhì)資料利用UDEC軟件，模擬工作面推進過程中，不同巖性組合煤層底板的破壞特征，分析煤層底板巖層應力、位移和裂隙擴展規(guī)律。取得如下創(chuàng)新成果:
　　(1)基于彈性力學和礦山壓力理論，結合損傷斷裂力學，主要研究底板損傷巖體在采動礦壓及承壓水壓共同影響下，其內(nèi)部裂隙的擴展規(guī)律及煤層底板的破壞深度。
　　(

3、2)根據(jù)普氏圍巖分級法，結合孫疃煤礦的地質(zhì)資料，將開采煤層底板巖層組合劃分為“軟硬軟硬”模式，運用UDEC軟件模擬底板巖層“三帶”的變異特征及分析應力、位移、裂隙的分布規(guī)律。
　　(3)沿采場傾向方向，分析單一工作面開采時，煤層底板巖層的破壞特征;工作面接替開采時，在相鄰工作面采動應力場的相互影響下，分析開采工作面底板巖層的破壞特征，包括底板巖體應力、位移及裂隙的發(fā)育情況進行分析。
　　(4)在煤層埋深和承壓水壓確定的情況下