本文關(guān)鍵詞：礦震對(duì)巷道的沖擊損傷機(jī)理及保護(hù)層抗震效應(yīng)研究

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【摘要】：隨著我國煤礦開采強(qiáng)度和深度的不斷增加,礦井內(nèi)部發(fā)生礦震的數(shù)量與強(qiáng)度呈上升趨勢(shì),因此,由礦震誘發(fā)的巷道型沖擊礦壓事故危害增加。保護(hù)層對(duì)礦震起到良好的消弱作用,但其消弱效果并沒有進(jìn)行過細(xì)致的研究。針對(duì)這種現(xiàn)狀,本文采用試驗(yàn)研究、動(dòng)力學(xué)計(jì)算、數(shù)值模擬及工程案例分析等研究方法,研究了礦震對(duì)巷道圍巖的沖擊破壞機(jī)理及保護(hù)層的抗震效應(yīng),提出了巷道合理的防沖布置方式及巷道沖擊危險(xiǎn)臨界參考值和沖擊破壞值的確定方法,主要結(jié)論如下:(1)基于能量輸入速率與巖石破壞機(jī)理和破壞形態(tài)的關(guān)系,分析了不同能量輸入速率下巖石內(nèi)部微裂隙的活動(dòng)及破壞形態(tài),結(jié)果表明:能量輸入速率越大,巖石的破壞形態(tài)越劇烈,即礦震能級(jí)越大,誘發(fā)的巷道沖擊越劇烈。(2)通過動(dòng)力學(xué)計(jì)算,探究了礦震波在巷道圍巖附近形成的動(dòng)態(tài)應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律,結(jié)果表明:隨著波長的變短,徑向應(yīng)力場(chǎng)分布由O型向倒D型轉(zhuǎn)變,環(huán)向應(yīng)力場(chǎng)分布由O型向θ型轉(zhuǎn)變。即,當(dāng)波長較長時(shí),礦震波在巷道周圍形成的應(yīng)力場(chǎng)幾乎是均勻場(chǎng),巷道的破壞具有整體性和突然性;當(dāng)波長較短時(shí),礦震波在巷道周圍產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)應(yīng)力場(chǎng)具有明顯的空間性,因此,巷道的破壞具有空間性。(3)通過FLAC2D數(shù)值模擬軟件,探究了不同能級(jí)礦震對(duì)巷道的破壞規(guī)律以及不同巖性層中的巷道對(duì)礦震擾動(dòng)的響應(yīng)差異性,并根據(jù)煤礦實(shí)際礦震發(fā)生規(guī)律、地質(zhì)條件和巷道需求提出了巷道合理的防沖布置方式及巷道沖擊危險(xiǎn)臨界參考值和沖擊破壞值的確定方法,結(jié)果表明:礦震能級(jí)越強(qiáng),對(duì)巷道的沖擊破壞越嚴(yán)重,以本次模擬為例,礦震能級(jí)由105J到106J加載變化過程中,巷道承載力逐漸失穩(wěn);巖石的自穩(wěn)能力越強(qiáng),其抗沖擊能力越強(qiáng),所以巖巷的抗沖擊能力大于煤巷,然而巖巷的蓄能強(qiáng)于煤巷;因此,需要綜合考慮巷道使用需求、礦震規(guī)律和地質(zhì)條件確定巷道的合理布置方式。(4)通過FLAC2D數(shù)值模擬軟件,探究了礦震對(duì)保護(hù)層結(jié)構(gòu)下巷道的作用規(guī)律,得到了保護(hù)層的抗震效應(yīng)規(guī)律。結(jié)果表明:保護(hù)層結(jié)構(gòu)對(duì)巷道具有良好的防沖保護(hù)作用,以3m厚度的保護(hù)層為例,礦震波經(jīng)過保護(hù)層后衰減了3個(gè)能級(jí);但礦震能級(jí)越大,對(duì)保護(hù)層下巷道的影響越劇烈,因此出于安全考慮,巷道盡量布置在保護(hù)層結(jié)構(gòu)下,但也應(yīng)該加強(qiáng)沖擊監(jiān)測(cè),必要時(shí)進(jìn)行解危處理。(5)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程案例,以巨野礦區(qū)趙樓煤礦一次強(qiáng)礦震誘沖案例和礦震累計(jì)擾動(dòng)對(duì)巷道的破壞規(guī)律為研究對(duì)象,探究了趙樓煤礦強(qiáng)礦震誘沖特征和實(shí)際沖擊破壞值的合理選取原則及巷道的合理布置方式。該論文有圖50幅,表10個(gè),參考文獻(xiàn)105篇。
【關(guān)鍵詞】：礦震 沖擊礦壓 巷道沖擊 保護(hù)層
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD324
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-26
• 1.1 研究背景及意義17-19
• 1.2 研究現(xiàn)狀綜述19-23
• 1.3 主要研究內(nèi)容23-24
• 1.4 研究方法24-25
• 1.5 研究路線25-26
• 2 動(dòng)力擾動(dòng)對(duì)巖石破壞形態(tài)的試驗(yàn)研究26-35
• 2.1 引言26
• 2.2 試驗(yàn)?zāi)康�、�?nèi)容及方案26-28
• 2.3 能量的輸入速率與巖石的聲發(fā)射特征28-33
• 2.4 能量的輸入速率與巖石的破壞形態(tài)33-34
• 2.5 小結(jié)34-35
• 3 礦震波對(duì)巷道破壞形態(tài)的力學(xué)分析35-43
• 3.1 引言35
• 3.2 礦震波的力學(xué)特性35-40
• 3.3 礦震波對(duì)巷道的破壞性分析40-42
• 3.4 小結(jié)42-43
• 4 礦震對(duì)巷道沖擊破壞的規(guī)律研究43-61
• 4.1 引言43
• 4.2 數(shù)值模型的建立43-46
• 4.3 不同能級(jí)礦震對(duì)巷道破壞的規(guī)律分析46-54
• 4.4 不同巖性層中的巷道對(duì)礦震沖擊的響應(yīng)差異分析54-58
• 4.5 錨桿對(duì)巷道的控制作用分析58-60
• 4.6 小結(jié)60-61
• 5 保護(hù)層抗震效應(yīng)分析61-69
• 5.1 引言61
• 5.2 保護(hù)層上方礦震產(chǎn)生原因分析61-62
• 5.3 保護(hù)層對(duì)礦震波能量耗散機(jī)理分析62-64
• 5.4 保護(hù)層礦震效應(yīng)分析64-66
• 5.5 不同能級(jí)礦震對(duì)保護(hù)層下巷道破壞的規(guī)律分析66-68
• 5.6 小結(jié)68-69
• 6 案例分析69-76
• 6.1 一次強(qiáng)礦震誘發(fā)沖擊實(shí)例69-73
• 6.2 礦震影響下巷道布置實(shí)例73-76
• 7 主要結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 作者簡歷83-85
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;Prevention and forecasting of rock burst hazards in coal mines[J];Mining Science and Technology;2009年05期

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本文編號(hào)：999594