采場底板巖層破斷分析及底板突水預(yù)測研究.pdf

1、本文應(yīng)用多學(xué)科理論及研究成果，采用理論分析、試驗(yàn)研究、數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的綜合方法對地應(yīng)力作用下煤層底板突水的力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了研究；并利用其研究結(jié)論，基于模糊物元模型，對底板突水進(jìn)行了預(yù)測，并編制了相應(yīng)的突水預(yù)測軟件。
　　根據(jù)“下三帶”理論，以有效保護(hù)層帶為研究對象，應(yīng)用彈性力學(xué)板理論分析了地應(yīng)力作用下層合底板的破斷規(guī)律，并得到了相應(yīng)的突水判據(jù)；通過對底板灰?guī)r制作的大尺寸灰?guī)r試件進(jìn)行劈裂以模擬采場底板節(jié)理，并進(jìn)行了節(jié)理表面粗糙度的量測

2、，應(yīng)用JAW-600型數(shù)控巖體節(jié)理剪切滲流試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行壓剪條件下采場底板巖體滲流規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，研究了在既定工況條件下節(jié)理剪切應(yīng)力、法向應(yīng)力、節(jié)理表面粗糙度對試件應(yīng)力、位移、水力開度和透過率的影響，獲得了底板灰?guī)r節(jié)理在不同工況條件下剪切應(yīng)力、法向位移、節(jié)理水力開度及透過率在剪切過程中隨剪切位移變化規(guī)律；通過分析剪切過程中節(jié)理表面接觸比的變化，解釋了剪切過程中剪切應(yīng)力變化規(guī)律的力學(xué)機(jī)制，初步揭示了節(jié)理剪切變形對含節(jié)理裂隙底板滲透性的影響；應(yīng)

3、用FLAC-3D數(shù)值分析軟件對不同水壓和埋深情況下，采場底板隨工作面推進(jìn)時(shí)的變形破壞規(guī)律數(shù)值模擬研究，分析了高承壓水體上開采的底板流固耦合破壞特性，獲得了采動破壞深度和承壓水導(dǎo)升高度隨工作面推進(jìn)的發(fā)展變化規(guī)律，并用現(xiàn)場測試結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證；結(jié)合力學(xué)分析、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算結(jié)論，通過對礦井底板突水相關(guān)因素的分析，用專家打分和層次分析法確定了各因素在礦井底板突水的過程中所起作用的權(quán)值，根據(jù)可拓學(xué)理論建立了礦井底板突水預(yù)測的模糊物元模型，基于模糊物