深部開採斷裂滯后突水機理及數值模擬技術

作 者：劉偉韜 著 武強 譯

出 版 社：煤炭工業出版社

ISBN： 9787502037383

出版時間： 2010-11-01

版　次： 1

頁　數： 278

裝　幀：平裝

開　本： 16開

所屬分類：圖書>科技>冶金工業

《深部開採斷裂滯后突水機理及數值模擬技術》以開灤礦業集團范各庄煤礦深部開採條件下的水文地質條件為工程背景，通過對范各庄煤礦F0斷層的水文地質條件進行分析，探討了煤層底板岩石的滲透性變化規律，研究分析了滲透性與應力場的關係。根據現場提取的F0斷層的原樣物質，進行了不同含水量、不同圍壓下的蠕變力學試驗，獲取了不同條件下斷層物質的流變力學參數，進而研究了影響流變力學參數各因素的作用方式及斷層物質的破壞特徵，研究分析了差異流動變形與突水的關係，探討了突水的時效問題。根據對樣品的電鏡照片和薄片照片的分析，研究了其成分組成和結構特點，從而確定了斷層物質的形成過程。通過對斷裂構造發育特徵的分析，研究了斷裂物質的岩體結構力學效應，斷裂結構面的擴展機制，斷裂活化的機理及活化條件，並對承壓水對底板的導升破壞機理進行了分析。根據試驗得到的參數，建立了斷層物質蠕變計算的理論模型，依據范各庄煤礦的地質開採條件，建立了承壓水對底板及斷層物質作用的滲流模型和流一固耦合模型，進行了實際水壓下的模擬計算和數值模擬，得到了隨時間變化的斷層帶變形破壞和發育特徵。模擬結果較好地刻畫出了承壓水對上覆岩層及斷層帶的影響、開採活動對底板岩層的影響、斷層破碎帶受開採影響的大小和範圍以及承壓水影響的時間效應，從而為礦井安全生產提供了可靠的基礎數據。　《深部開採斷裂滯后突水機理及數值模擬技術》可供採礦工程、礦井地質、岩土工程等專業的工程技術人員、科研人員以及高年級研究生參考使用。

1 緒論

1.1 礦井突水問題研究的意義

1.2 礦井突水問題的國內外研究現狀

1.3 主要內容及研究方法

2 礦區水文地質及工程背景

2.1 范各庄礦井概況

2.2 范各庄礦井水文地質概況

2.3 F0斷層水文地質特徵

3 煤層底板岩層滲透性研究

3.1 范各庄煤礦地應力概況

3.2 岩石滲透性變化規律研究

3.3 底板岩層采動變形破壞機理

3.4 底板岩石滲透性與應力場的關係

4 范各庄煤礦F0斷層物質蠕變試驗

4.1 試驗目的及試驗內容

4.2 F0斷層物質薄片描述及電鏡（edX）分析

4.3 斷層物質蠕變試驗結果

4.4 F0斷層物質蠕變試驗成果分析

4.5 礦井突水時效性分析

5 煤層底板斷裂滯后突水機制

5.1 斷裂構造發育特徵

5.2 斷裂破碎帶物質的岩體結構力學效應

5.3 煤層底板斷裂活化滯后突水機制

5.4 承壓水導升機理

5.5 斷裂突水時間效應分析

6 斷裂滯后突水數值模擬模擬

6.1 蠕變理論模型

6.2 FLAC3D流-固耦合分析基本原理

6.3 FLAC3D中的蠕變模型

6.4 工程地質物理概念模型的建立

6.5 模型計算

6.6 模擬結果分析

6.7 工程應用

7 主要研究成果

附件1 斷層物質薄片照片

附件2 斷層物質電鏡照片

附件3 岩樣破壞形態照片

參考文獻