神府礦區(qū)薄基巖淺埋煤層上普遍覆蓋有三趾馬紅土隔水層，隔水土層在采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)與滲流場(chǎng)共同作用下的微觀裂隙損傷-彌合機(jī)理、宏觀失穩(wěn)-突水機(jī)理以及隔水土層孔隙水壓與頂板突水之間的時(shí)空響應(yīng)規(guī)律,對(duì)于神府礦區(qū)頂板突水機(jī)理研究有著關(guān)鍵性的作用,這些問(wèn)題的解決能夠有效揭示因隔水土層失穩(wěn)引起的頂板突水災(zāi)害演化規(guī)律。論文采用理論分析、土工實(shí)驗(yàn)、兩相物理及數(shù)值模擬與工程實(shí)踐等方法,開(kāi)展了基于于隔水土層破壞失穩(wěn)的頂板突水機(jī)理研究,取得如下主要成果:（1）通過(guò)土工實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)隔水土層極限抗剪強(qiáng)度隨著液性指數(shù)的變化會(huì)發(fā)生區(qū)段跳躍變化的規(guī)律。分別從水理、物理及形變角度提出隔水土層三大特性:①水理特性:隔水土層陚存狀態(tài)隨埋深變化的形態(tài)異性，其液性指數(shù)隨著埋深圼近似線性下降趨勢(shì),并會(huì)引起其形態(tài)變化:②物理特性;隔水土層強(qiáng)度指標(biāo)隨埋深變化的深度異性。③形變特性:薄基巖淺埋煤層開(kāi)采后的地表沉陷的特殊性—隔水上層的沉陷異性,可以解釋礦區(qū)地表下沉雖增大的原因。（2）基于理論推導(dǎo)與數(shù)值計(jì)算,分析了隔水土層縱向裂隙發(fā)育規(guī)律及彌合演化過(guò)程,通過(guò)構(gòu)建土層孔隙-裂隙介質(zhì)滲流耦合方程,對(duì)縱向裂隙發(fā)育機(jī)理進(jìn)行分析，得到了縱向裂隙寬度解... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：157 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

薩拉烏蘇組含水層厚度分部圖

圖 2.2 土工實(shí)驗(yàn)過(guò)程表 2.3 隔水土層性質(zhì)參數(shù)編號(hào)含水率ω%重度γkN/m3飽和度Sr%孔隙比e液限wL%塑限wP%濕陷系數(shù)δs壓縮系數(shù)a1-2MPa-1壓縮模量Es1-2MPa滲透系數(shù)m/d1 10.7 16.5 62 0.74 32.5 24.6 0.032 0.61 3.9 0.00822 21.2 19.6 81 0.72 35.6 24.3 0.035 0.62 4.1 0.00563 22.3 20.1 76 0.76 30.4 25.3 0.037 0.51 4.4 0.00424 20.1 18.3 69 0.73 31.5 21.5 0.039 0.62 4.3 0.00145 25.1 19.5 62 0.74 30.6 23.2 0.047 0.57 3.9 0.00466 23.1 17.5 68 0.79 31.9 24.6 0.042 0.54 3.8 0.00567 24.8 19.6 69 0.71 33.8 25.1 0.050 0.58 4.2 0.00738 21.8 20.2 74 0.73 30.8 23.6 0.049 0.63 3.8 0.0065

表 2.4 隔水土層狀態(tài)分類IL指標(biāo) 土層狀態(tài) 固結(jié)體積 抗IL≤0 半固態(tài) 無(wú) IL≤0.25 硬塑 很小 ＜IL≤0.75 可塑 中等 5＜IL≤1 軟塑 較大 IL＞1 流塑 大 品土工試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，由于隔水土層在實(shí)際工程條件下主要受土樣品進(jìn)行不同含水率的極限抗剪強(qiáng)度測(cè)試，試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)水量小于 ωP時(shí)，其液性指數(shù) IL會(huì)小于零，這時(shí)土體呈現(xiàn)的是抗剪強(qiáng)度較高；當(dāng)土體的含水量大于 ωP時(shí)，其液性指數(shù) IL會(huì)呈現(xiàn)的是塑態(tài)狀態(tài)，導(dǎo)致其極限抗剪強(qiáng)度急劇下降；當(dāng)土體的性指數(shù) IL會(huì)大于 1，此時(shí)土體呈現(xiàn)的是流態(tài)狀態(tài)，導(dǎo)致其極體來(lái)看，隔水土層極限抗剪強(qiáng)度隨著與液性指數(shù)的增加呈區(qū)段態(tài)時(shí)基本線性下降，但是接近流態(tài)時(shí)，極限抗剪強(qiáng)度保持最低半固態(tài)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]陜北毛烏素沙漠區(qū)潛水含水層富水性及動(dòng)態(tài)變化特征[J]. 賀曉浪,段中會(huì),苗霖田,張建軍.  西安科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]對(duì)“補(bǔ)給模數(shù)大井法計(jì)算礦坑涌水量”商榷的答辯[J]. 錢(qián)學(xué)溥,張明燕,于義強(qiáng),王延濤,修艷敏.  工程勘察. 2018(07)
[3]含水層下短壁塊段式采煤導(dǎo)水裂隙帶高度發(fā)育規(guī)律研究[J]. 張?jiān)?曹勝根,郭帥,萬(wàn)通,王紀(jì)軍.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)范》解讀[J].   吉林勞動(dòng)保護(hù). 2017(08)
[5]保水采煤的科學(xué)內(nèi)涵[J]. 范立民.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(01)
[6]隔水層再造——西北保水采煤關(guān)鍵隔水層N2紅土工程地質(zhì)研究[J]. 李文平,王啟慶,李小琴.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]三軟煤層綜放工作面覆巖垮落及裂隙導(dǎo)水特征分析[J]. 來(lái)興平,崔峰,曹建濤,呂兆海,康延雷.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(01)
[8]基于“三圖法”煤層頂板突水動(dòng)態(tài)可視化預(yù)測(cè)[J]. 武強(qiáng),徐華,趙穎旺,崔家全.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(12)
[9]溝谷地形下煤炭開(kāi)采對(duì)地表徑流的影響[J]. 張廣磊,鞠金峰,許家林.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(05)
[10]西部生態(tài)脆弱礦區(qū)礦井突水潰沙危險(xiǎn)性分區(qū)[J]. 范立民,馬雄德,蔣輝,程帥.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(03)

博士論文
[1]西北溝壑下墊層N2紅土釆動(dòng)破壞災(zāi)害演化機(jī)理研究[D]. 王啟慶.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[2]陜北煤炭大規(guī)模開(kāi)采含隔水層結(jié)構(gòu)變異及水資源動(dòng)態(tài)研究[D]. 李濤.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2012
[3]煤礦積水采空區(qū)瞬變電磁法探測(cè)技術(shù)研究[D]. 解海軍.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2009
[4]降雨入滲條件下土坡水土作用機(jī)理及其穩(wěn)定性分析與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究[D]. 王繼華.中南大學(xué) 2006
[5]大壩及其周圍地質(zhì)體中滲流與應(yīng)力場(chǎng)耦合分析[D]. 柴軍瑞.西安理工大學(xué) 2000

碩士論文
[1]基于水土相互作用邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 尚羽.江蘇科技大學(xué) 2010
[2]防止煤層頂板水潰入礦井的預(yù)警系統(tǒng)研究[D]. 張雁.煤炭科學(xué)研究總院 2008
[3]工作面水害電阻率CT法探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李文.山東科技大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3130675