浅埋煤层顶板突水机理研究

摘要

本论文以榆神府矿区为研究背景，通过理论分析、物理相似模拟实验和数值模拟相结合的方法，对浅埋煤层上覆隔水土层受采动影响的稳定性以及隔水性等问题进行研究，为矿井突水预测提供了依据，研究结果对矿井安全生产具有一定的理论意义。
　　针对三趾马红土的物理力学性质、水理性质，利用土力学相关知识对三趾马红土性质进行试验分析，为相似模拟和数值模拟的进一步研究打下基础。实验得出三趾马红土渗透性随上覆载荷增大不断减小，随水头压力增大渗透性增强。以榆神府浅埋煤层、薄基岩、厚土层下的中厚煤层为研究对象，通过固液耦合相似模拟实验研究隔水土层的下沉与关键层同步运动，由于受到水压以及水平挤压作用部分裂缝发生闭合，在开切眼和工作面上方裂缝发育较为明显由于铰接作用不易闭合；导水裂缝带的高度受到关键层的影响较为明显，实验表明在单一关键层的条件下关键层位置越高导水裂缝带的发育高度越低反之亦然。通过红外成像仪呈现了水的运移，表明水在岩层中运动不仅有纵向运动还有水平运动即表现为层流运动。覆岩上部隔水土层厚度不同隔水效果也不同，土层厚度与采高之比k≤4的条件下，隔水层将发生不可恢复的破坏，工作面突水较严重；土层厚度与采高之比4

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容，方法及技术路线

2 浅埋煤层顶板突水机理分析

2.1 榆神府矿区浅埋煤层开采覆岩移动破坏规律

2.2 浅埋煤层顶板突水机理分析

2.3 本章小结

3 榆神府矿区红黏土参数特征

3.1 榆神府矿区地质特征

3.2 矿区三趾马红土物理力学及水理力学特性

3.3 剪切试验

3.4 渗透试验

3.5 本章小结

4 浅埋煤层顶板突水相似模拟实验研究

4.1 固液耦合相似模拟实验方案

4.2 固液耦合相似模拟实验

4.3 本章小结

5 浅埋煤层顶板突水数值模拟研究

5.1 模型建立、参数设置及开挖方案

5.2 模拟结果分析

5.3 工程实例

5.4 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

附录