【英文题名】
Mechanism of Water Inrush from Coal Seam Floor and Continuous Survey of Fractured Zones in Coal Seam Floor
【作者】
刘树才 ;
【导师】
缪协兴 ;
【学位授予单位】
中国矿业大学 ;
【学科专业名称】
工程力学
【学位年度】
2008
【论文级别】
博士
【网络出版投稿人】
中国矿业大学
【网络出版投稿时间】
2008-12-05
【基金】
国家重点基础研究;国家自然科学;教育部重点项目;
【关键词】
时变边界系统 ;
流固耦合 ;
突水因数 ;
矿井物探 ;
底板突水 ;
煤矿防治水 ;
【英文关键词】
System with variable boundaries ;
fluid-structure interaction ;
water inrush factor ;
geophysical prospecting in Coal Mine ;
Water inrush from Coal Seam Floor ;
Prevent and Cure Water inrush in Coal Mine ;
【中文摘要】
煤层底板突水是煤矿五大动力灾害之一,研究开采过程中底板的变形、渗流规律,探索突水机制和防治技术,仍是今后煤矿安全生产的重要任务。本文从试验、理论、数值分析和工程实践等方面对煤层底板突水机制、裂隙演化的连续探测技术和突水防治技术进行研究。主要研究内容包括
(1)测试了4种岩石(砂岩、灰岩、泥岩和煤)试样在破坏过程中的渗透特性。定义了渗流稳定性指数,简单地分析了非Darcy流ββ因子和加速度系数出现负值的原因。
(2)建立了一种岩层变形—渗流耦合动力学模型,给出了变形—渗流耦合响应显式快速Lagrange分析法循环框图。在建立本构关系时,定义了描述材料变形状态的函数,考虑了两种破坏形式,即拉伸破坏和剪切屈服,并考虑了变形状态之间的转换。
(3)采用“半耦合”的方法,计算了龙固煤矿屯头系21煤层21201回采工作面底板的突水因数,并在此基础上运用时变边界系统动力学的观点分析了煤层底板的突水机理。认为突水的发生与否取决于煤层底板边界(包括弹性区、塑性区、破裂区和破碎区之间的界面)的变化过程,发生突水需要具备两个条件,一是导水通道的形成,二是渗透特性、含水层压力满足一定关系。当突水因数...
【英文摘要】
Water inrush from Coal Seam Floor(CSF)is one of the five severe disasters in coal mines, and it is a main mission in the future to study the behaviors in the deformation of CSF and Seepage flow in CSF, and to uncover the mechanism of water inrush from CSF, and to develop the technique for prevention and cure of water inrush, and to realize the safety in coal mining. In the current thesis, the mechanism of water inrush from CSF, the technique for continuous survey of fractures in CSF and the prevention...
【更新日期】
2008-12-17
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