我國神東礦區(qū)蘊(yùn)含著豐富的礦產(chǎn)資源,近些年礦產(chǎn)資源的大力開發(fā)加劇了該地區(qū)的環(huán)境問題和安全問題。解決這一問題的重要環(huán)節(jié)之一就是掌握該地區(qū)的采動覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律及其分布特征。本文以神東天隆公司霍洛灣礦22202工作面為研究背景,通過整理分析礦壓實(shí)測數(shù)據(jù),利用相似模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)等手段對淺埋煤層覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律及其分布特征進(jìn)行了研究。首先,論文通過相似模擬實(shí)驗(yàn)對霍洛灣礦22202工作面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。基于開采沉陷規(guī)律對淺埋煤層工作面的三帶發(fā)育高度進(jìn)行了預(yù)測。并通過過對淺埋煤層覆巖裂隙形態(tài)的觀察,得出了覆巖裂隙形態(tài)的一般分布特征。其次,通過對裂隙網(wǎng)絡(luò)的圖像進(jìn)行處理之后,使用分形維數(shù)對裂隙網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)參數(shù)進(jìn)行研究,得出了裂隙網(wǎng)絡(luò)形態(tài)參數(shù)演化的一般規(guī)律:（1）采動巖體裂隙的形成、擴(kuò)展、分布非常復(fù)雜,但具有分形特征,可用分形維數(shù)描述采動巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)在二維空間的分布特征。（2）“三帶”及垂向裂隙區(qū)采動巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)具有不同的分形維數(shù)特征,垮落帶、離層裂隙帶的分形維數(shù)值高于裂隙帶的分形維數(shù)值,而垂向裂隙區(qū)的分形維數(shù)跨度較大,但總體來說也大于裂隙帶的分形維數(shù)值。（3）分形維數(shù)與開采進(jìn)度的關(guān)系可劃分為3個階... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及目的意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 選題目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采動覆巖裂隙演化規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.2 采動覆巖裂隙網(wǎng)絡(luò)分形特征研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技術(shù)路線
        1.3.4 創(chuàng)新點(diǎn)
2 霍洛灣礦煤層地質(zhì)開采條件
    2.1 礦井概況
        2.1.1 礦井交通與自然地理
        2.1.2 礦井地層
        2.1.3 煤層賦存
    2.2 2-2煤層開采條件分析
        2.2.1 2-2煤層賦存特征
        2.2.2 22202 工作面基本情況
        2.2.3 煤層頂、底板力學(xué)性質(zhì)
        2.2.4 其他開采條件分析
    2.3 本章小結(jié)
3 霍洛灣礦22202工作面的相似模擬實(shí)驗(yàn)
    3.1 相似模擬實(shí)驗(yàn)意義
        3.1.1 模擬研究的主要目的和任務(wù)
        3.1.2 研究內(nèi)容
    3.2 相似模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.2.1 模型相似比
        3.2.2 模型材料配比
        3.2.3 模型鋪設(shè)及測點(diǎn)布置
    3.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)果分析
        3.3.1 22202工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律
        3.3.2 22202工作面位移監(jiān)測點(diǎn)變化情況
        3.3.3 22202工作面超前支承壓力變化情況
        3.3.4 2-2煤層上覆巖垮落分帶情況
    3.4 本章小結(jié)
4 淺埋煤層覆巖裂隙形態(tài)參數(shù)分形幾何研究
    4.1 分形維數(shù)的計(jì)算方法
    4.2 采動裂隙定量描述方法
        4.2.1 裂隙發(fā)育要素
        4.2.2 圖像處理
        4.2.3 分形維數(shù)獲取
    4.3 采動巖體裂隙分形維數(shù)演化規(guī)律
        4.3.1 裂隙網(wǎng)絡(luò)發(fā)育過程與工作面推進(jìn)距離的關(guān)系
        4.3.2 不同區(qū)域分維特征
    4.4 本章小結(jié)
5 裂隙網(wǎng)絡(luò)演化的數(shù)值模擬研究
    5.1 離散單元法簡介
    5.2 計(jì)算模型建立
        5.2.1 模型的設(shè)計(jì)原則
        5.2.2 模型的建立
    5.3 采動巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)演化數(shù)值模擬結(jié)果及分形效應(yīng)分析
        5.3.1 采動裂隙分形特征
        5.3.2 上覆巖層的開采應(yīng)力變化分析
        5.3.3 上覆巖層分形維數(shù)隨壓力演化機(jī)理分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1].煤層群覆巖裂隙帶煤與瓦斯共采協(xié)同機(jī)制研究[J]. 袁欣鵬,梁冰,孫維吉,張秀平.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020(02)
[2]基于BOFDA的覆巖采動“兩帶”變形表征研究[J]. 侯公羽,胡濤,李子祥,謝冰冰,肖海林,周天賜.  采礦與安全工程學(xué)報. 2020(02)
[3]淺埋薄基巖大采高工作面頂板破斷特征和來壓規(guī)律[J]. 黃慶享,賀雁鵬,李鋒,王碧清,李軍,苗彥平.  西安科技大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[4]淺埋煤層群開采頂板雙關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)及支護(hù)阻力研究[J]. 黃慶享,趙萌燁,黃克軍.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[5]Performance-based fractal fracture model for complex fracture network simulation[J]. Wen-Dong Wang,Yu-Liang Su,Qi Zhang,Gang Xiang,Shi-Ming Cui.  Petroleum Science. 2018(01)
[6]厚松散層覆巖移動機(jī)理及“類雙曲線”模型[J]. 左建平,孫運(yùn)江,錢鳴高.  煤炭學(xué)報. 2017(06)
[7]分形理論研究采動裂隙演化規(guī)律[J]. 宋白雪,陳立,張發(fā)旺,陳亮,李華耀.  工程勘察. 2017(01)
[8]采動裂隙場梯形臺分布特征數(shù)值模擬研究[J]. 蘇南丁,杜宇,岳海明.  中州煤炭. 2016(11)
[9]近距離煤層重復(fù)采動覆巖裂隙形態(tài)及其演化規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李樹剛,丁洋,安朝峰,李昊天,蔚曉雯.  采礦與安全工程學(xué)報. 2016(05)
[10]隱伏向斜揚(yáng)起端構(gòu)造復(fù)雜區(qū)回采工作面防治水技術(shù)[J]. 馮玉,馬亞杰,王東,李玉忠.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2015(05)

博士論文
[1]深部開采上覆巖層中采動裂隙網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)律研究[D]. 王志國.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2011
[2]綜放面頂煤壓裂規(guī)律及成拱機(jī)理研究[D]. 魏錦平.太原理工大學(xué) 2004



本文編號：3187918