深部開采斷裂滯后突水機(jī)理及數(shù)值仿真技術(shù)

　　《深部開采斷裂滯后突水機(jī)理及數(shù)值仿真技術(shù)》以開灤礦業(yè)集團(tuán)范各莊煤礦深部開采條件下的水文地質(zhì)條件為工程背景，通過對(duì)范各莊煤礦F0斷層的水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析，探討了煤層底板巖石的滲透性變化規(guī)律，研究分析了滲透性與應(yīng)力場的關(guān)系。根據(jù)現(xiàn)場提取的F0斷層的原樣物質(zhì)，進(jìn)行了不同含水量、不同圍壓下的蠕變力學(xué)試驗(yàn)，獲取了不同條件下斷層物質(zhì)的流變力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而研究了影響流變力學(xué)參數(shù)各因素的作用方式及斷層物質(zhì)的破壞特征，研究分析了差異流動(dòng)變形與突水的關(guān)系，探討了突水的時(shí)效問題。根據(jù)對(duì)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而確定了斷層物質(zhì)的形成過程。通過對(duì)斷裂構(gòu)造發(fā)育特征的分析，研究了斷裂物質(zhì)的巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)效應(yīng)，斷裂結(jié)構(gòu)面的擴(kuò)展機(jī)制，斷裂活化的機(jī)理及活化條件，并對(duì)承壓水對(duì)底板的導(dǎo)升破壞機(jī)理進(jìn)行了分析。根據(jù)試驗(yàn)得到的參數(shù)，建立了斷層物質(zhì)蠕變計(jì)算的理論模型，依據(jù)范各莊煤礦的地質(zhì)開采條件，建立了承壓水對(duì)底板及斷層物質(zhì)作用的滲流模型和流一固耦合模型，進(jìn)行了實(shí)際水壓下的模擬計(jì)算和數(shù)值模擬，得到了隨時(shí)間變化的斷層帶變形破壞和發(fā)育特征。模擬結(jié)果較好地刻畫出了承壓水對(duì)上覆巖層及斷層帶的影響、開采活動(dòng)對(duì)底板巖層的影響、斷層破碎帶受開采影響的大小和范圍以及承壓水影響的時(shí)間效應(yīng)，從而為礦井安全生產(chǎn)提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。《深部開采斷裂滯后突水機(jī)理及數(shù)值仿真技術(shù)》可供采礦工程、礦井地質(zhì)、巖土工程等專業(yè)的工程技術(shù)人員、科研人員以及高年級(jí)研究生參考使用。

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