司马煤矿底板陷落柱阻隔水机理研究

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1、硕士学位论文司马煤矿底板陷落柱阻隔水机理研究StudyontheBarrierWaterMechanismofFloorCollapseColumninSimacoal作者：陈耀杰导师：白海波教授中国矿业大学二○一五年五月万方数据中图分类号TD3学校代码10290UDC密级公开国家重点基础研究发展（973）计划项目（2013CB227900）国家重点基础研究发展（973）计划项目（2007CB209400）国家自然科学基金项目（50974115）中国矿业大学硕士学位论文司马煤矿底板陷落柱阻隔水机理研究StudyontheBa

2、rrierWaterMechanismofFloorCollapseColumninSimacoal作者陈耀杰导师白海波教授申请学位工学硕士培养单位力学与建筑工程学院学科专业工程力学研究方向采动岩体与渗流力学答辩委员会主席评阅人二○一五年五月万方数据学位论文使用授权声明本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案馆和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使

3、用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：导师签名：年月日年月日万方数据论文审阅认定书研究生陈耀杰在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将

4、本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日万方数据致谢本论文是在导师白海波教授的悉心指导下完成的。无论是在论文选题的前瞻性方面，还是在论文完成过程中，导师都倾注了大量的心血，没有他的鼓励及精神、物质上的大力支持，论文难以完成的如此顺利。在论文完成之际，特此向白老师致以最崇高的敬意。三年硕士期间，白老师在学习和生活方面都给与了充分的指引与支持；在学术研究上，白老师的谆谆教导让我在如何提炼问题的关键、梳理形成自己的研究思路以及不断的归纳总结上取得了长足的进步；生活中，白老师正直的做人品格、灵活的处事风格、丰富的人生阅历、

5、开阔的眼界、宽广的知识面使我受益匪浅。在论文的研究过程中导师经常进行指导和鼓励，和导师的每次探讨都能使我收获颇丰，导师的一言一行都在潜移默化的影响着我树立端正的科研态度，正确的做人做事方法。从师三年的收获也将成为我今后人生道路上最珍贵的一笔财富。再次向白老师致以崇高的敬意和最诚挚的感谢。感谢课题组茅献彪教授、王连国教授、马占国教授、陈荣华教授、赵玉成教授、浦海教授、卢爱红教授等在学术及论文写作方面给予的指导；感谢同门师兄张勃阳、戎虎仁、李海龙、马丹博士在我硕士研究生期间给予的指导与帮助；感谢王延蒙、钱宏伟、王康硕士三年硕士生

6、活学习中的互帮互助与共同进步，三年同窗之谊永难忘；感谢师弟田成东、黄卫星、师妹祁静硕士在硕士期间给予的帮助；感谢同级好友陶静、杨坤、崔灿、张光辉、林斌、朱双双、王曌龙、何东旭、付强等硕士在三年硕士期间给与的帮助和关怀，论文的顺利完成离不开你们所有人的指导和帮助；最后感谢实验室领导和课题组老师们以及同学们多年来在学习和生活上给予的照顾和帮助。感谢我的父母多年以来在我求学道路上给予支持以及为此而做出的无私奉献和辛勤劳作。感谢论文所引用文献的作者。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和帮助。万方数据摘要陷落柱

7、突水是地质构造异常体导致的矿井突水问题中较为典型的，同时也是危害性最大的突水情况之一。长期以来，对陷落柱突水问题的研究主要集中在陷落柱的富导水性及陷落柱的采动活化，而对陷落柱本身阻隔水能力研究较少，因此，研究陷落柱自身的阻隔水机理不但有极高的科研价值，对保证煤矿的安全开采和资源节约也有非常大的实际意义。本文结合司马煤矿底板陷落柱的发育情况及富水性，综合运用理论分析、数值模拟、室内试验、现场测试等方法与手段对司马煤矿底板陷落柱的阻隔水能力及机理进行了系统的研究，取得了如下研究成果：（1）明确了司马煤矿的陷落柱多为不导水或局部导

8、水陷落柱且具有一定的阻隔水能力；井田内陷落柱分布规律为深部多，浅部少且成群分布，宏观上陷落柱内部压实胶结程度较好，具有较强的阻隔水能力。（2）基于弹性力学和断裂力学的理论，建立了陷落柱突水破坏力学模型并计算得到了柱体内的应力表达式，进而得到了陷落柱内部裂隙扩展贯通即陷落柱发生突水的临界水压