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煤矿采动覆岩离层发展时空规律及应用研究

专 业: 工程力学
关键词: 离层注浆 地表沉陷控制 离层发展规律 注浆参数 评价体系 覆岩离层
分类号: TD311  TB125
形 态: 共 149 页 约 97,595 个字 约 4.668 M内容
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内容摘要


该文重点研究了覆岩离层注浆减小地表沉陷技术的两个最基本的问题,其一是采动覆岩离层的动态发展规律;其二是注浆参数的确定方法。

在前人关于覆岩移动破坏规律研究的基础上,通过相似模拟实验、数值计算、理论分析和现场实测相结合的技术手段,揭示了综放开采条件下采场上覆岩层中离层缝隙的动态发展规律,特别是离层缝隙的分布规律、发展形态、空间位置、“采空”在上覆岩层中的传播规律以及与地质采矿条件的关系。

揭示了工作面推进过程中,采场上覆岩层离层带内重新分布的应力大小、方向及其发展变化规律,该应力的存在和变化规律是确定注浆时间、注浆压力和维护注浆管路的依据。

在理论上,通过分析研究覆岩离层形成的力学结构,阐明了离层产生的力学条件、机理以及离层扩展的条件等,建立了离层产生的力学模型,提出了判别离层产生位置的方法和步骤,提出了选择最大离层层位的计算方法。

在模拟实验、理论分析和现场实测的基础上,提出了确定注浆参数即注浆孔位、孔间距、注浆量、注浆时间及注浆压力的方法,阐明了地表产生初始下沉的原因,并提出了减小初始下沉的措施,为现场更好地实施离层注浆技术、提高注浆减沉效果提供了理论依据……

全文目录


文摘
英文文摘
前言
1绪论
1.1开采沉陷控制研究的必要性及意义
1.1.1开采沉陷研究是减少采动损害的需要
1.1.2开采沉陷研究是解决“三下”压煤的需要
1.2覆岩离层注浆控制地表沉陷技术的产生
1.3开采沉陷理论综述
1.3.1开采沉陷理论的研究历史
1.3.2我国开采沉陷理论的发展情况
1.3.3开采沉陷理论的研究方法
1.3.4开采沉陷的预计理论
1.3.5“三下”采煤研究
1.3.6覆岩离层注浆技术的研究历史与现状
1.3.7覆岩离层注浆技术存在的问题
1.4本文的研究内容、研究方法及意义
1.4.1本文的研究内容
1.4.2主要研究内容
1.4.3研究方法及技术路线
1.4.4本文的研究意义
2采动覆岩移动规律的相似材料模拟实验研究
2.1相似材料模拟原理
2.2相似材料模型的建立
2.2.1模型设计
2.2.2模型采用的相似条件
2.2.3相似材料配比
2.2.4材料用量计算
2.2.5模型制作
2.2.6测点布置
2.3试验结果分析
2.3.1模型观测与记录
2.3.2试验结果分析
2.4本章结论
3覆岩离层发展过程的数值计算分析
3.1概述
3.2离散单元法的基本原理
3.2.1离散单元法的基本思想
3.2.2离散单元法的基本方程
3.2.3参数的选择与影响
3.3离散元计算模型的建立
3.4计算结果分析
3.4.1采场上覆岩层运动变化特征
3.4.2采场上覆岩层应力分布特征
3.4.3覆岩块体动态移动过程
3.4.4覆岩块体的应力变化特征
3.5本章小结
4覆岩离层产生的力学机理分析
4.1概述
4.2覆岩离层形成的力学结构
4.3离层产生的机理和扩展条件
4.3.1岩体弱面破坏的强度理论
4.3.2接触弱面受拉或剪切破坏产生离层
4.3.3离层在下位岩层重力作用下拉伸扩展
4.4最大离层层位的计算
4.4.1弹性地基梁的下沉量计算
4.4.2固支梁的挠度计算
4.5实施离层注浆技术的应用条件
4.5.1地质条件
4.5.2开采条件
4.6本章小结
5覆岩离层注浆参数的确定方法
5.1注浆钻孔位置的确定方法
5.1.1钻孔位置及间距
5.1.2减小地表初始下沉的有效措施
5.1.3工作面推进方向
5.2注浆压力的确定
5.2.1临界破裂压力
5.2.2离层缝隙延伸压力
5.2.3正常注浆压力
5.2.4注浆结束标准
5.3离层空间最大允许注浆量预计
5.3.1下位岩层的下沉量
5.3.2上位岩层的下沉量
5.3.3离层空间体积的计算
5.4注浆时间的确定方法
5.4.1研究方法
5.4.2试验对象
5.4.3研究过程
5.4.4不同开采条件的离层起动角
5.4.5离层持续的时间研究
5.5本章小结
6覆岩离层注浆减缓地表沉陷效果评价体系
6.1概述
6.2覆岩离层注浆效果评价体系
6.2.1注浆后下沉盆地体积减小率
6.2.2注浆后地表下沉速度的减小率
6.2.3注采比
6.2.4吨煤投资
6.2.5经济效益与社会效益
6.3本章小结
7实例分析
7.1概述
7.2分析实例之一
7.2.1离层注浆减沉试验
7.2.2离层注浆减沉试验综合分析评价
7.3分析实例之二
7.3.1工作面概况
7.3.2注浆孔位
7.3.3注浆试验情况
7.3.4注浆试验失败原因分析
7.4本章小结
8结论与建议
8.1主要结论
8.2建议
参考文献

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中图分类: > TD311 > 工业技术 > 矿业工程 > 矿山压力与支护 > 矿山压力理论 > 原岩应力
其他分类: > TB125 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程基础科学 > 工程力学 > 工程塑性力学、工程弹性力学

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