【摘要】：隨著煤層采動(dòng)的進(jìn)行,頂板覆巖產(chǎn)生垮落帶與導(dǎo)水裂縫帶,底板覆巖產(chǎn)生破壞變形,若裂隙發(fā)育至煤層附近隱伏含水層,將會(huì)導(dǎo)致突水事故的發(fā)生,因此對(duì)覆巖破壞探測(cè)技術(shù)的研究具有十分重要的意義。覆巖的破壞會(huì)導(dǎo)致其電性發(fā)生明顯變化,采用地電場(chǎng)方法對(duì)覆巖破壞進(jìn)行研究,具有針對(duì)性。論文分別研究了全空間視電阻率法、鉆孔視電阻率超前探測(cè)以及自然電位法在覆巖破壞探測(cè)中的響應(yīng),綜合三種方法對(duì)覆巖破壞發(fā)育進(jìn)行探測(cè),為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。通過研究覆巖破壞時(shí)電阻率變化規(guī)律及破壞帶發(fā)育高度經(jīng)驗(yàn)公式,建立不同頂板巖性、不同采厚、不同采動(dòng)階段的覆巖破壞地電模型,進(jìn)行正演模擬后得到:隨采動(dòng)進(jìn)入不同階段,模型視電阻率發(fā)生相應(yīng)的升高,其中垮落帶電阻率可升高至4倍(以砂巖為背景),導(dǎo)水裂隙帶電阻率升高至11倍(以泥巖為背景),結(jié)合工程研究,現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)垮落帶視電阻率升高6倍(以泥巖為背景)。建立鉆孔全空間電法超前探模型,改變異常體位置進(jìn)行正演模擬,將模擬所得電阻率極值位置與異常設(shè)定位置進(jìn)行對(duì)比后得到超前探線性系數(shù)范圍為0.1~0.33。進(jìn)行鉆孔全空間電法超前探現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),所得線性系數(shù)范圍為0.14~0.34。數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)所得線性系數(shù)范圍相互映證。結(jié)合工程研究,提出了鉆孔巖性自訓(xùn)練超前探測(cè)法,利用自訓(xùn)練的線性系數(shù)對(duì)超前探范圍作出調(diào)整,解決了鉆孔垂直控制高度不夠?qū)е虏荒芴綔y(cè)孔外裂隙帶的工程難題。研究自然電位形式解,認(rèn)識(shí)到覆巖破裂導(dǎo)致巖層電阻率梯度變化,進(jìn)而導(dǎo)致自然電位發(fā)生相應(yīng)改變;天然滲流自然電位監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):滲流發(fā)生時(shí)自然電位整體下降,滲流結(jié)束時(shí)自然電位恢復(fù)原狀,證明自然電位受巖性電阻率的控制且具有反映裂隙滲流的能力。提出了工程實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中,自然電位數(shù)據(jù)的采集、處理、分析方法,利用自然電位法對(duì)覆巖破壞狀態(tài)作出評(píng)價(jià)。本文分別利用數(shù)值模擬,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)以及工程實(shí)例,對(duì)直流電法覆巖破壞探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,研究認(rèn)為:首先利用視電阻率技術(shù)對(duì)破壞帶發(fā)育高度進(jìn)行初步探測(cè),若鉆孔垂直控制高度低于破壞帶發(fā)育高度,則利用全空間電法超前探技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充探測(cè),最后利用自然電位法對(duì)覆巖破裂與滲流情況進(jìn)行判斷,綜合利用三種方法對(duì)采動(dòng)覆巖破壞進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),能準(zhǔn)確判斷覆巖破壞過程,可有效預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)頂?shù)装逅κ鹿�。該論文有圖66幅,表13個(gè),參考文獻(xiàn)94篇
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1 破壞帶分布示意圖Figure 2-1 Distribution Diagram of Damage Zone1）冒落帶冒落帶是指用全部垮落法處理頂板時(shí)，，回采工作面進(jìn)行放頂后引起煤層板覆巖發(fā)生破壞的范圍�；夭晒ぷ髅孢M(jìn)行放頂處理后導(dǎo)致煤層直接頂板覆
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD325;P631.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2692128