采动诱发断层活化突水的理论分析及流固耦合研究

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1、论文题目：采动诱发断层活化突水的理论分析及流固耦合研究作者姓名：堑健领域名称：矿业工程指导教师：张培盎副指导教师：吴俊松入学时间：2Q曼兰生2旦研究方向：挂盎亚苤职称：剑整蕉职称：高墨论文提交日期：2Q曼圣生垒旦论文答辩日期：2Q曼圣生鱼旦授予学位日期：垄Q曼兰生鱼且删舢圳舢圳舢Ⅲ删Ⅲ舢IY2434798THEORYANALYSISOFFAUl月ACTIh-fIONANDⅥ，ATERINRUSHINDUCEDBYMININGANDRESEARCHOFFLUID．SoLIDCOUPLINGADissenationsubmittedin

2、fum¨mentofthe心qui弛m如tsofthedegreeofM【ASTEROFENGINEERINGf

3、omShandongUniVersityofScienceand，I'echnologybyYangJianSuperVisor：ProfessorZhangPeisengCollegeofNaturalResourcesandEnVironmentalEngineeringApril2013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。该论文资料尚没

4、有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：杨睦日AFFIRMATIoN期：垆7歹．；、协Ideclarethatthisdissertation，submittedinfumllmentoftherequirementsfbrtheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnolo影，iswho¨ymyownworkunl船sref．erencedofacknowIedge．ThedocumenthasnotbeensubmittedforquaHfi

5、cationatanyotheracademicinstitute．Signature：Date：山东科技大学硕士学位论文摘要矿井突水问题一直是影响我国煤矿安全生产的重大难题，而突水事故中绝大多数是与断层有关，采动引起断层活化、进而与底板采动裂隙形成导水通道，是引发矿井突水的重要原因。留设断层保护煤柱是防止断层突水的重要措施。本文运用理论分析、实验测试及数值模拟等综合研究手段，系统研究了采动引起断层活化及突水的力学机理、煤层开采过程中断层活化及渗流特征，为合理的煤柱宽度留设提供依据，取得了如下成果：(1)从断层突水的基础理论出发，在

6、掌握了采场底板支承压力分布规律以及底板塑性破坏规律的基础上，根据建立的断层突水力学模型，分析了不同倾角断层防水煤柱宽度的计算公式，并进行了实例计算。(2)以五沟煤矿地质资料为背景，流固耦合思想为基础，进行相似材料模拟实验研究，得到了临近断层时采动对煤层顶、底板以及工作面前方煤柱的塑性破坏规律、断层的活化突水规律以及采动对承压水水压影响的变化规律。(3)应用数值模拟方法，研究了采动影响下断层活化及渗流场特征，得到了断层活化范围及渗流速度与断层倾角、断层破碎带厚度、承压水水压的变化规律。关键词：断层活化；突水；流固耦合；理论分析；相似实

7、验；数值模拟山东科技大学硕士学位论文摘要AbstractOneofthemaindimcultproblemthatinfluencethesafemillingproductionistheaccidentofwaterinrush、)v：hichalsohaSadirectrelation淅mf．ault．Intlleprocessofmilling，￡lultsarelikelytobeactivateda11dliIll(tomining-induCedfissurestof．omwaterch猢el，wmchisoneof

8、meimportantreasonsofinduCingmanywaterimushaccidentsincoalmines．TheimpoIrtalltmeanstopreventmeaccidentoffaultwaterimushistosetupf．aultwate印roofpill牡Inthjsthesis，thestudymethodsoftheoreticalaIlalysis，experimentaltest，andnumeric2Llsimulationareappliedtosystematicallystudy

9、themech撕calmechanismoff．aultwateriImlsh，f．aultactivationandcharacteristicsofseepagefieldsoaStosetupreaSonable晰dmofpil