淺埋煤層粘土隔水層的采動隔水性研究.pdf

1、本文在對榆神府礦區(qū)地質(zhì)資料分析研究的基礎(chǔ)上，通過物理相似模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方法，以導(dǎo)師承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“淺埋煤層地表隔水層的采動隔水性研究”等課題為依托，對淺埋煤層長壁開采上覆巖層粘土隔水層的采動隔水性等問題進(jìn)行了深入研究，為保水開采提供了科學(xué)依據(jù)，研究結(jié)果對豐富淺埋煤層保水開采具有一定的理論意義，可為同類研究提供借鑒。 針對粘土隔水層的力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)，運(yùn)用土力學(xué)的一般方法對其原狀土樣和重塑土

2、樣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)得出了離石黃土和三趾馬紅土的滲透性和膨脹性隨著水頭壓力、飽和度及時間等因素的變化規(guī)律，為進(jìn)一步研究其采動隔水性奠定了基礎(chǔ)。以榆樹灣井田為研究對象，通過物理相似模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了相似實(shí)驗(yàn)材料及配比選取的正確性，實(shí)驗(yàn)研究得出了淺埋煤層長壁開采條件下上覆粘土隔水層裂隙的分布和發(fā)育規(guī)律，確定了開切眼、工作面上方形成的“下行裂隙”是潛水流失的最主要通道，研究發(fā)現(xiàn)除了采動影響“下行裂隙”的發(fā)展外，粘土隔水層本身的膨脹性和遇水軟化

3、性是減緩“下行裂隙”發(fā)展以致彌合的主要因素。應(yīng)用FLAC數(shù)值模擬軟件，分析了粘土隔水層在不同的采動參數(shù)影響下的應(yīng)力應(yīng)變場，進(jìn)一步驗(yàn)證了在不同的采動參數(shù)影響下“下行裂隙”的發(fā)育規(guī)律。 粘土隔水層的采動隔水性是能否實(shí)現(xiàn)保水開采的關(guān)鍵因素，實(shí)驗(yàn)研究得出，基巖破斷運(yùn)動是影響導(dǎo)水裂隙帶“上行裂隙”發(fā)育的主要因素，粘土隔水層的水理性是影響隔水層上層面“下行裂隙”彌合的主要因素，“上行裂隙”和“下行裂隙”的關(guān)系決定著隔水層的隔水穩(wěn)定性。基于粘