巨厚砾岩深井开采地表斑裂产生判据及数值模拟研究

《巨厚砾岩深井开采地表斑裂产生判据及数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、论文题目：作者姓名：专业名称：指导教师：巨厚砾岩深井开采地表斑裂产生判据及数值模拟研究论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：入学时间：2Q兰Q生窆旦研究方向：五墨厦鲑筮蝮叠螋职称：麴援职称：副熬握一一～～旦且旦5—6—6一生生生3—1_

2、一1__一11一塞StudyontheProductionCriterionforGroundCracksinDeepMineofThick-hardOverlyingStrataandlT●'●1．．州UmenCalSlmUlationADissertationsubmitted

3、infulfillmenloftherequirementsofthedegreeofMASTERoFPHILOSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologyZhaoTiepengSupervisor：ProfessorGuoWeijiaCollegeofNaturalResourcesandEnvironmentalEngineeringJune2013声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果

4、。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日敞稀期：沙I弓年‘闩Ic『嘎AFFIRM陷TIoNIdeclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofDoctorofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnot

5、beensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．Signature：Date：山东科技大学硕士学位论文摘要新汶矿区华丰煤矿覆岩主要特点是具有第三系巨厚砾岩层，厚度500--960m，开采时地表多处出现了斑裂现象，斑裂严重损害农田、房屋、桥梁，给区域环境带来严重影响。因此预测巨厚覆岩下地表斑裂产生时，工作面的开采宽度及斑裂线与工作面的空间关系，对矿井安全生产及地表构建筑物的防护具有重要意义。本次利用理论分析、数值模拟、现场实测等方法，对巨厚砾岩完整及含有弱

6、面时，地表斑裂产生的规律进行了研究。采用弹性力学等理论，推导了巨厚砾岩在下部受集中载荷作用时，任一点的水平拉应力；推演了巨厚砾岩的破坏过程为：离层的出现，在离层的周围形成应力增高区，随着离层范围的扩大，集中应力逐渐增大，岩石首先在集中应力区附近达到其抗拉强度，使其进入塑性区，而后随着离层的扩大，塑性区的范围向上向前发展，当离层范围扩展到堑芝型划时，位于集中力F作用点的地面投影前方下h处，达到岩石抗拉强度，此yy√3处易发生斑裂现象。一般来说，塑性区在向上发展到一定程度时，巨厚砾岩在重力作用下，可能发生滑移或旋转现象，导

7、致塑性区加速向上发展，地表斑裂应在地表岩石达到抗拉强度之前出现。因此，斑裂出现的位置位于集中力F地面投影与最大拉应力之间，但与最大拉应力处更接近，并通过现场实测验证该理论与实际符合较好。本文同时对巨厚砾岩存在弱面情况下斑裂产生判据进行了研究。利用数值模拟软件，模拟了当巨厚砾岩为完整状态时，工作面宽度达到170m，位于工作面下平巷280m处出现了拉伸破坏。即发生了斑裂现象；、若巨厚砾岩中含有弱面，当弱面与工作面开采起始距离较近时，主要破坏发生在弱面处；若在300m与500m之间，弱面会出现拉伸破坏，但弱面与工作面下平巷之

8、间的区域也可能出现破坏。若弱面与工作面开采起始距离大于550m，开采对弱面无采动影响。关键词：巨厚砾岩、深井开采、地表斑裂、产生判据、弱面、数值模拟坐变型垫叁堂塑!：堂垡笙茎—————————二竺三!兰生AbstractThemaincharacteristicofoverlyingstratainHuafengCoalMineofXinwenmmmgarea1shaVingateniarythickconglomeratelayerwithathicknessof500-960m．Surfaceappe盯8c7ack

9、swhichseriouslydamagesthefarmland，houses，bridgesandbringsseriousinfluencestotheregionalenvironmentduringmining．SoResearchesonthewidthofworkingfaceandtherelationshipbe