【摘要】：陜北能源基地煤炭資源是我國已探明煤炭儲量最大的煤田,也是我國重要的能源化工基地之一,煤層埋藏深度淺、厚度大、煤質(zhì)優(yōu),為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展起到非常重要的作用。但是,陜北地處干旱半干旱地區(qū),地表水資源缺乏,生態(tài)環(huán)境脆弱,第四系薩拉烏蘇組潛水含水層是當?shù)厝诵蠹吧鷳B(tài)植被主要的供水水源,且當其遭到破壞后很難得到恢復(fù)。因此,研究神府礦區(qū)淺埋煤層受強開采擾動后,覆巖力學性能與薩拉烏蘇組含水層潛水水力性能相互作用下導水裂隙帶發(fā)育的固液耦合機理具有非常重要的意義。本文將以杭來灣煤礦為工程背景,采用理論分析、數(shù)值模擬及相似材料模擬等方法,研究采動應(yīng)力場與滲流場耦合作用下覆巖上行裂隙和下行裂隙的發(fā)育規(guī)律及導水裂隙帶發(fā)育的固液耦合機理,主要研究成果如下:(1)地表形態(tài)及含(隔)水層結(jié)構(gòu)對下行裂隙發(fā)育形態(tài)有著重要影響。在溝谷谷底縱向裂隙形態(tài)為“倒楔形”,溝谷邊坡處縱向裂隙發(fā)育形態(tài)為“楔形”,溝谷塬梁區(qū)域裂隙發(fā)育程度較小;含水層越厚,隔水層受侵蝕強度越大,采空區(qū)中部凹型下行裂隙區(qū)深度越大、范圍越廣；下行裂隙中水體與巖體耦合作用主要表現(xiàn)為水體對下行裂隙的沖蝕及在采空區(qū)中部水體對巖體的侵蝕作用。(2)工作面寬度、覆巖巖性組合特征及地形對上行裂隙發(fā)育有重要影響。關(guān)鍵層距離煤層頂板越遠,上行裂隙發(fā)育高度越小,影響范圍越廣;工作面寬度越大,上行裂隙發(fā)育高度越大,范圍越廣。地表溝谷位置處上行裂隙發(fā)育高度最高。受各因素影響,采空區(qū)邊界處張拉裂隙越發(fā)育,裂隙導通性越好,易形成導水通道；采空中部,巖體擠壓密實,上行裂隙貫通性較差,不易形成暢通的導水通道。(3)導水裂隙帶內(nèi)不同位置水與巖體耦合作用機理不同。上、下行裂隙導通,形成了導水裂隙帶,采空區(qū)兩側(cè)裂隙較發(fā)育,為導水優(yōu)勢通道,此處水體與巖體之間的相互作用以沖蝕為主；采空區(qū)中部裂隙閉合,存在水體聚集,在覆巖壓力的作用下,存儲的水體向巖體侵入,對巖體形成侵蝕破坷壞。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TD74

【參考文獻】

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本文編號：2722324