白坪井田地应力分布对煤与瓦斯突出控制研究

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1、全日制硕士学位论文白坪井田地应力分布对煤与瓦斯突出控制研究申请人姓名：马一思指导教师：王恩营教授学位类别：工学硕士专业名称：地质资源与地质工程研究方向：瓦斯地质与煤层气勘探开发河南理工大学资源环境学院二○一五年四月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：白坪井田地应力分布对煤与瓦斯突出控制研究，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位

2、论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：TD712.2密级：公开UDC：520单位代码：10460白坪井田地应力分布对

3、煤与瓦斯突出控制研究Researchonthecoalandgasoutburstcontrolledbythedistributionregularitiesofin-situstressinBaipingminefield申请人姓名马一思学位类别工学硕士地质资源与瓦斯地质与煤层专业名称研究方向地质工程气勘探开发导师王恩营职称教授提交日期2015-04答辩日期2015-06河南理工大学致谢在紧张而又艰苦的硕士研究生学习期间始终得到恩师王恩营教授的精心指导、耐心帮助和悉心关怀，老师严谨务实、刻苦钻研的工作作风、高深的学术造诣和解决实际问题的高超技艺以及

4、为人师表的谦逊品德使我深受熏陶、终生受益。本论文是在导师的悉心指导下完成的，老师在论文选题上给予了高瞻远瞩的指导，对技术路线的设计上给予了高屋建瓴的点拨，对于论文的相关研究内容给予了理论指导和技术上的协调帮助；在论文框架的构建以及最后的文理疏通、审阅定稿等工作中，导师也倾注了大量的心血和智慧。借此论文完成之际，对我的导师王恩营教授再次致以崇高的敬意和衷心的感谢！研究生生涯即将结束，在此，我也衷心的感谢本学院的吕润生老师、土木工程学院任连伟老师、能源学院的张盛老师等在数值模拟软件和建模理论分析方面给予的无私支持和帮助，同时感谢我的同窗殷庆超、邢鹏飞、张飞

5、、陈亮亮等伴我度过了紧张而又美好的研究生学习生涯，大家相互帮助、彼此勉励、共同进步的这段美好时光将令我终身难忘。感谢我的父母对我求学生涯的一贯支持和无私关爱，尤其感谢我的新婚妻子，三年来给予我无比的包容和鼓励，正是家人的关怀和温暖，使我能够有时间、精力和勇气完成我的学业。感谢论文所有引用文献作者的辛勤劳动，并致以由衷的谢意。最后，感谢各位专家和学者在百忙之中评审论文，衷心希望得到您的指导帮助！摘要地应力是引起巷道和其它地下岩土工程变形和破坏的根本作用力，是煤与瓦斯突出的主要动力。白坪井田滑动构造和断层发育，其应力分布极其复杂，随着开采深度的增加，煤与瓦

6、斯突出的危险性日益增加，已成为矿井安全生产的主要危害，充分的了解井田深部煤层、滑动构造带和断层带地应力分布特征，对于矿井煤与瓦斯突出预测和防治具有一定的指导意义。在前人研究的基础上，以区域实测应力和矿井勘探、生产资料为依据，采用有限元软件ANSYS选取白坪井田具有代表性的EW和SN向两个剖面进行了数值模拟，系统的分析了白坪井田地应力的分布规律及其对煤与瓦斯突出控制作用，取得如下研究成果：（1）白坪井田主要经历了三期构造运动，井田内滑动构造和断层发育；白坪井田现今应力以近东西向的最大水平主应力为主，垂向应力为中间主应力。构造的发育程度、岩性、地形地貌等是

7、影响应力分布的主要因素。（2）基于区域实测应力数据对该区应力随埋深的变化进行了回归分析，结合井田的钻孔揭露的地质资料和生产揭露的地质资料建立了EW向和SN向两个剖面的有限元模型，计算结果表明，滑动构造和断层是引起井田应力分布不均匀的主要因素，地形起伏对井田浅层应力分布有一定的影响。应力在滑动构造带和断层带内减小，水平主应力和垂向主应力在滑动构造切层部分下伏岩体中应力较大，滑动构造转折端应力集中最显著，滑动构造破碎带内应力降低，滑动构造顺层部分应力变化幅度不大。（3）地应力对瓦斯压力、煤体结构和煤层渗透性具有控制作用，白坪井田矿井动力现象主要受控于地应力

8、的大小，滑动构造和断层等构造的高应力区是矿井动力现象的多发区域。关键词：地应力；数值模拟；煤与