本文關(guān)鍵詞：山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形機(jī)理研究

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【摘要】：高效充填開采沉陷控制和礦區(qū)生態(tài)修復(fù)已成為煤炭行業(yè)和國家的重大需求,被列為“十三五”重點(diǎn)科技發(fā)展領(lǐng)域和重大關(guān)鍵技術(shù),其中山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形機(jī)理作為應(yīng)用基礎(chǔ)已成為亟需開展的重要研究工作之一。本文以常興礦區(qū)為工程研究背景,綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、理論分析、數(shù)值計(jì)算、相似材料模擬等手段,系統(tǒng)地分析了山區(qū)公路下局部充填開采覆巖變形規(guī)律和應(yīng)力分布特征,揭示其變形機(jī)理,取得了以下研究成果和創(chuàng)新點(diǎn):(1)開展了物理力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)研究,得到了煤(巖)試樣的密度、單(三)軸抗壓抗拉強(qiáng)度、彈性模量、內(nèi)摩擦角和粘聚力等參數(shù);通過大量對比試驗(yàn),得到了充填體強(qiáng)度隨著灰水比、灰石比以及膠結(jié)材料種類等影響因素的變化規(guī)律;分析了試樣在實(shí)驗(yàn)過程中的變形和破壞特征。(2)建立了山區(qū)公路下開采頂板周期破斷力學(xué)模型,分析了頂板內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律,得到了周期破斷步距隨開采距離和山坡角度的變化關(guān)系;建立局部充填坡體滑移力學(xué)模型,得到了潛在滑移區(qū)域沿坡向上的擴(kuò)展范圍和影響因素。(3)構(gòu)建了山區(qū)公路淺埋局部充填覆巖變形三維數(shù)值計(jì)算模型,采用控制單一變量法,系統(tǒng)研究了開采方向、充填距離、充填位置、開采高度、山坡角度等因素對覆巖位移變化規(guī)律和應(yīng)力分布特征的影響規(guī)律,揭示了局部充填覆巖變形機(jī)理。(4)制作了山區(qū)公路淺埋局部充填覆巖變形的相似材料模型,研究了全部密實(shí)充填覆巖變形和應(yīng)力分布;改變模型開采方向,研究了迎坡背坡時(shí)覆巖變形規(guī)律,揭示了覆巖運(yùn)移機(jī)理;通過對不同充填距離相似模擬試驗(yàn),研究了山區(qū)公路淺埋煤層開采時(shí)局部充填距離對覆巖變形及應(yīng)力影響規(guī)律。對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到了滿足國家規(guī)范要求的最小充填距離。
【關(guān)鍵詞】：山區(qū)公路局部充填 力學(xué)特性測試 力學(xué)模型 相似試驗(yàn) 變形機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD823.7
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 1 緒論19-27
• 1.1 研究的背景與意義19-20
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
• 1.3 研究內(nèi)容與研究路線24-27
• 2 試樣物理力學(xué)特性試驗(yàn)27-46
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)27-29
• 2.2 煤巖樣物理力學(xué)特性29-37
• 2.3 加載聲發(fā)射特性分析37-38
• 2.4 充填材料力學(xué)特性38-45
• 2.5 本章小結(jié)45-46
• 3 山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形理論分析46-55
• 3.1 山體下開采周期破斷規(guī)律分析46-52
• 3.2 局部充填開采坡體滑移力學(xué)分析52-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 4 山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填開采覆巖變形規(guī)律研究55-97
• 4.1 數(shù)值計(jì)算模型建立55-58
• 4.2 開采方向覆巖影響規(guī)律研究58-67
• 4.3 充填距離覆巖影響規(guī)律研究67-79
• 4.4 充填位置覆巖影響規(guī)律研究79-83
• 4.5 充填采高覆巖影響規(guī)律研究83-88
• 4.6 坡角變化覆巖破壞規(guī)律研究88-95
• 4.7 本章小結(jié)95-97
• 5 山區(qū)公路下淺埋煤層局部充填覆巖運(yùn)移相似試驗(yàn)研究97-131
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)97-100
• 5.2 全部充填覆巖變形機(jī)理100-108
• 5.3 構(gòu)造開采覆巖變形機(jī)理108-121
• 5.4 局部充填覆巖變形機(jī)理121-130
• 5.5 本章小結(jié)130-131
• 6 結(jié)論131-133
• 參考文獻(xiàn)133-139
• 作者簡歷139-141
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集141

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1055089