采动裂隙实验结果的量化方法

在分析计算机图像处理的步骤与采裂隙二值化图像统计算法的基础上，编制了采动裂隙图像处理程序ＦＩＭＡＧＥ，应用该程序可对覆岩采动裂隙型实验结果进行定量统计。应用该量化方法对采动裂隙分布实验结果进行后续分析，取得了新的认识与成果。     

采动影响下地下水流动规律

为了研究采动影响下地下水的流动规律,本文从理论基础出发,分析了在开采过程中应力场和渗流场的变化规律;建立了采动影响下应力场和地下水流动耦合模型;结合工程实际,采用FLAC3D软件对所建立的数学模型进行数值模拟,得到结果与工程实际基本一致,从而证明模型的可靠性。通过本文的研究,为煤矿开采过程中地下水防治起到积极作用。     

微山湖下8101面“两带”特征浅析

本文根据微山湖下8101面覆岩移动和破坏观测,分析了其“两带”发育的特征,就冒高偏大的原因进行了探讨,揭示了此种覆岩条件下岩层移动的某些规律;并指出这种“两带”特征对湖下采煤是有利的。     

煤层底板采动影响的研究

本文应用相似材料模似方法,研究了煤层底板采动影响。对模型底板岩体进行了综合观测,得到了底板岩体位移及应力的变化规律;並且观测了底板岩体声速变化,用以评价岩体的完整性,指出了底板不同部位裂隙发展变化状况。     

重复采动影响下采场坚硬覆岩离层水涌水致灾机制研究进展

 采场覆岩离层水水害是一种新型水害类型,迄今为止对其认识不是十分清楚。为了更好地对其进行研究,对该领域已有的研究成果进行梳理分析。首先,对9个典型的离层水水害事例进行整理、总结,得出5个方面的共同特征,分别是坚硬覆岩、多煤层或单煤层分层开采所引起的重复采动、离层区具有充沛的补给来源、积水离层带与采场之间存在隔水层形成封闭水体、具有冲击地压等诱发因素。其次,根据前人对离层水突水机制的阐述过程,总结出5种揭示离层水突水的观点,并基于物理场的角度把这5种观点归纳成3类:渗流场的单独作用、应力场的单独作用、渗流场和应力场的耦合作用。最后,指明了离层水害领域中5个研究重点,并展望了其发展方向。     

断层采动型突水自组织临界特性研究

利用重整化群方法研究了断层单元体破裂的随机性和关联性。在此基础上，对断层导水裂隙的扩展规律进行了分析。     

煤层下伏岩层采动变形规律及承压水突水机理研究

煤层底板突水是华北区域煤矿事故的最主要原因.基于肥城矿区地质条件,应用FLAC3D软件和岩石力学电液伺服系统分别对开采煤层下伏岩层移动变形规律、岩体的渗透特性、岩体在渗流场作用下的变形破坏特征等方面进行了深入研究,分析了水体上煤层开采突水机理,为确定高突危险水体上煤层的安全开采技术与工艺奠定了理论基础,具有十分重要和深远的意义.     

采动作用下煤矿地下水流场的演变规律

采动条件下含水层结构变化对地下水流场和地下水资源分布具有显著影响.以梨园河煤矿为例,在分析研究区水文地质条件的基础上,结合采动裂隙对含水层结构的破坏程度,采用数值模拟方法,预测分析了该矿采煤20年后研究区不同含水层地下水流场动态特征.结果表明:松散岩类孔隙含水层流场基本保持不变,仅井田北部的导通区地下水位有所下降,局部...     

采动空间瓦斯运动的双重介质模型

分析了采动空间空隙介质和瓦斯运动的特性．提出采动空间瓦斯运动的双重介质模型．与单一空隙介质模型的微分方程相比．能更好地描述实际瓦斯运动。     

近年来煤矿采动覆岩导水裂隙带的发育高度的研究进展

20世纪以来,中国对覆岩导水裂隙带已经有了一个较为全面的认识。导水裂隙带发育高度在矿井安全生产、煤矿防治水、矿井保水采煤、采空区与回风巷上隅角瓦斯治理、煤与瓦斯共采、水体下采煤等方面有着重要的研究意义,对前人的研究进行了回顾分类,重点论述了导水裂隙带高度的各种预测、模拟以及实测方法,介绍了当前对导水裂隙带高度实测的新方法,表明现在的探测手段已向多种手段相结合、钻探与物探相结合、地面与井下相结合等方向相发展,并且提出了导水裂隙带研究的发展趋势。     

动水作用下单一裂隙浆液扩散机理研究

在理论分析基础上,通过适当简化,建立了动水条件下单裂隙浆液扩散数学模型.获得了浆液极限扩散方程,并计算得到了逆水极限扩散半径与最大扩散开度的理论解答.逆水极限扩散半径与浆水速比成正比关系;浆液最大扩散开度与浆水速比成正比关系.实际注浆过程中,其比例系数为浆液粘度、裂隙倾角等因素的函数,而在理想流体假设条件下,其比例系数为1.建立了浆液扩散形态时空变化方程并研究了其变化规律,随着扩散距离增大,浆液沿不同方向扩散逐渐呈现出不均匀性.沿逆水扩散方向,扩散范围向极限扩散范围曲线迅速收敛;沿顺水扩散方向,扩散范围随时间持续增加,浆液逐渐趋于等速率扩散.研究结论可为裂隙动水注浆设计提供一定参考.     

利用空间弹性理论分析和计算采动影响下的底板应力分布

本文利用空间问题的弹性理论计算和分析了采动影响下的底板应力分布,并参照以往学者的研究成果,利用最小势能原理和极限平衡原理,分析了底板含水层易在采空区和采场突水的原因.同时根据计算和分析结果,提出底板巷道应布置在超前支承压力影响深度Z_0以下;缩短工作面长度可以减轻底板突水.并将分析结果与现场实测结果进行了比较,证实了本方法的可靠性.     

动荷作用下非贯通裂隙介质的强度性质

利用裂隙岩体介质的脆性材料模型试验,在MTS810动三轴仪上对非贯通裂隙的半连续岩体介质动强度特性进行了不同动载下,不同裂隙几何特性的试验研究,研究结果显示:(1)非贯通裂隙介质与无裂隙介质的强度均随加载速率的提高而明显提高;(2)高频动荷下裂隙介质的单轴抗压强度具有一定的残余强度;(3)裂隙倾角45°时裂隙介质的强度最小,这些均与静载下裂隙的强度性质不同.     

浅埋煤层采动覆岩导水通道分布特征试验研究

为解决浅埋煤层的保水开采难题,采用物理模拟方法,研究了浅埋煤层大采高长壁工作面的采动覆岩导水通道的分布特征.结果表明:对于典型浅埋煤层,大采高工作面在初次来压至第一次周期来压期间,覆岩导水通道迅速发育至松散含水层底部,工作面后方约2个周期来压距离后,采空区覆岩垮落带以上的覆岩导水通道被逐渐压实闭合,但开切眼处的导水通道不易闭合;对于次浅埋煤层,主关键层初次来压后,导水通道迅速发育至最大高度,但伴随着主关键层约1～2个周期来压后,基本顶至主关键层之间断裂带内的覆岩导水通道可很快被压实闭合.该成果可对浅埋煤层保水防溃采煤研究和应用提供基础理论指导.     

煤层采动后荷载的传递规律分析

<正>1采动煤层受力特点分析在单一自重应力场条件下,采场周围岩体上的支撑压力来自上覆岩层的重量。根据宋振骐院士的"传递岩梁"理论,假设煤层及各岩层为水平赋存,将采场上覆岩层简化     

动荷载作用下海底粉土的孔压响应及其动强度

本文选用近海分布较广的粉土为研究对象，利用室内动三轴试验结果，找出动荷载作用下粉土的动应力应变关系。分析模拟波浪荷载作用下粉土中的孔压响应，临界循环次数，确定波浪作用下粉土的应力状态，破坏临界循环次数，判断不同深度处的粉土发生液化的可能性及发生液化所需要的时间；研究粉土在动荷载作用下的强度降低，为海上工程设计和施工提供科学依据。     

采动条件下井壁变形对井筒涌水量的影响

大口径深立井开挖过程中,较准确预测井筒涌水量一直是工程实践中需要解决的难题.以山东龙固矿主井为例,采用理论分析、实验测试和数学计算探讨井筒开挖阶段涌水量的合理预测方法.首先,开展了实验测试分析应力应变-渗透性的关系,提出了覆岩的渗透性与岩石性能有关,且渗透性在岩石破坏前后其值达到最大.其次,采用岩石力学理论和Flac3D数值模拟对井筒破坏带范围进行计算,得出风化基岩段产生2.5 m左右的破坏带,二叠系砂岩中产生5 m左右破坏带,在石炭系岩层中产生3 m左右的破坏带.最后,分别对是否考虑岩层破坏带影响的2种情况,使用解析法、数值模拟法、达西渗流断面法计算了井筒涌水量.得出结论:忽视井筒破坏带对涌水量的影响导致预测值偏小;达西渗流理论公式应用在上覆第四系松散层中应用效果较好,在深部基岩裂隙岩体中数值法效果更好.     

倾斜煤层采动影响下的挤压变形区移动变形特征分析

以重庆南桐矿区为工程背景,通过三维数值模拟方法,对倾斜煤层在三种不同开采宽度工况下上覆岩层移动挤压变形区特征进行了研究。结果表明:采宽由80 m增加到160 m时,煤层与岩层交接处应力变化较小,挤压变形区地表下沉速度较为缓慢;采宽由160 m增加到240 m时,煤层与岩层交接处应力变化非常显著,挤压变形区地表产生明显下沉;不同的开采工况下,挤压变形区沉陷位移都会出现一个峰值,且位于开采区下山方向,挤压变形区沉陷值受水平应力影响较小,走向和倾向方向的沉陷值以该峰值曲线呈中心对称。     

渗透动水压力作用下裂隙岩体渗流与应力耦合分析

针对裂隙岩体的渗透水压力使岩体应力产生非常大变化,同时应力变化也影响裂隙岩体渗透性。考虑岩体渗流和应力耦合分析是研究地下水活动规律的首要问题。当岩体以裂隙为主,且其分布较密集时,可将岩体系统看作等效连续多相介质体系。运用等效连续介质理论,建立了等效连续岩体渗流与应力耦合分析的数学模型,充分考虑了渗透水压力和裂隙的存在对岩体应力及孔隙裂隙水压力变化产生的影响。给出了渗流场与应力场耦合分析的工程算例。     

固液耦合模式下采动诱发断层两盘滑移规律的模拟分析

以五沟煤矿F16断层的地质条件为背景,采用三维有限差分数值软件FLAC3D的固液耦合模式,对断层倾角、断层破碎带宽度及承压水水压不同时,在断层上盘煤层开采过程中断层界面滑移量的变化规律进行了分析,研究得出:断层界面同一标高处的垂向滑移量随断层倾角、断层破碎带宽度及含水层水压的增加而增大。断层界面的垂向滑移量越大,突水危险性越大。