深部開采斷裂滯后突水機理及數(shù)值仿真技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《深部開采斷裂滯后突水機理及數(shù)值仿真技術(shù)》以開灤礦業(yè)集團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，通過對范各莊煤礦F0斷層的水文地質(zhì)條件進行分析，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)，進行了不同含水量、不同圍壓下的蠕變力學(xué)試驗，獲取了不同條件下斷層物質(zhì)的流變力學(xué)參數(shù)，進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變形與突水的關(guān)系，探討了突水的時效問題。根據(jù)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(jié)構(gòu)特點，從而確定了斷層物質(zhì)的形成過程。通過對斷裂構(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)面的擴展機制，斷裂活化的機理及活化條件，并對承壓水對底板的導(dǎo)升破壞機理進行了分析。根據(jù)試驗得到的參數(shù)，建立了斷層物質(zhì)蠕變計算的理論模型，依據(jù)范各莊煤礦的地質(zhì)開采條件，建立了承壓水對底板及斷層物質(zhì)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(shù)值模擬，得到了隨時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上覆巖層及斷層帶的影響、開采活動對底板巖層的影響、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研究生參考使用。

作者簡介

武強
    現(xiàn)任中國礦業(yè)大學(xué)(北京)水害防治與水資源研究所所長，教授、博士生導(dǎo)師。
    劉偉韜 博士，副教授，碩士生導(dǎo)師?，F(xiàn)在山東科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院工作，任安全工程系主任；主要從事特殊開采、礦井水防治、安全技術(shù)及工程等方面的教學(xué)與研究工作；先后參加了國家自然科學(xué)基金項目、國家自然科學(xué)基金重點項目、973課題項目等多個縱向科研課題的研究，主持了二十余項橫向科研課題的研究工作；獲山東省科技進步三等獎2項，煤炭工業(yè)科技進步二等獎1項，山東省教委理論成果三等獎1項，省高校優(yōu)秀科研成果三等獎1項，近年來發(fā)表論文20余篇。

書籍目錄

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(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3 主要內(nèi)容及研究方法2 礦區(qū)水文地質(zhì)及工程背景2.1 范各莊礦井概況2.2 范各莊礦井水文地質(zhì)概況2.3 F0斷層水文地質(zhì)特征3 煤層底板巖層滲透性研究3.1 范各莊煤礦地應(yīng)力概況3.2 巖石滲透性變化規(guī)律研究3.3 底板巖層采動變形破壞機理3.4 底板巖石滲透性與應(yīng)力場的關(guān)系4 范各莊煤礦F0斷層物質(zhì)蠕變試驗4.1 試驗?zāi)康募霸囼瀮?nèi)容4.2 F0斷層物質(zhì)薄片描述及電鏡（EDX）分析4.3 斷層物質(zhì)蠕變試驗結(jié)果4.4 F0斷層物質(zhì)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(gòu)造發(fā)育特征5.2 斷裂破碎帶物質(zhì)的巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)效應(yīng)5.3 煤層底板斷裂活化滯后突水機制5.4 承壓水導(dǎo)升機理5.5 斷裂突水時間效應(yīng)分析6 斷裂滯后突水?dāng)?shù)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(zhì)物理概念模型的建立6.5 模型計算6.6 模擬結(jié)果分析6.7 工程應(yīng)用7 主要研究成果附件1 斷層物質(zhì)薄片照片附件2 斷層物質(zhì)電鏡照片附件3 巖樣破壞形態(tài)照片參考文獻

圖書封面

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