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基于渗流—应力耦合作用的裂隙型底板突水机理及危险性预测研究  
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【作者】 张伟杰;
【关键词】 数值模拟; 渗流-应力耦合; 岩体断裂强度; 裂隙型底板突水机理; 突水预测;
【英文关键词】 numerical simulation; seepage and stress coupling; fractured strength of rockmass; water-inrush mechanism of fractured floor; water bursting prediction;
【中文摘要】 本文针对保德煤矿13#煤奥陶纪灰岩(奥灰)承压含水层上安全开采,分析了研究区所在天桥泉域岩溶水补、径、排条件,总体水化学特征及强径流带特征；在此基础上,结合研究区水位资料、钻探资料及抽水试验资料,以水化学分析和GMS数值模拟为手段,详细研究了井田奥灰含水层富水特征、岩溶水径流条件变化规律、水位动态及渗流场特征。建立了底板裂隙岩体断裂破坏的压剪模型,结合库伦-摩尔破裂准则和有效应力原理,对底板裂隙岩体在渗流-应力耦合作用下的断裂损伤机制进行了探讨,并经理论推导,获得了单裂隙岩体断裂强度计算公式及多裂隙岩体断裂强度计算公式,为底板导水破坏带深度及承压水导升带高度计算奠定了理论基础。分析了底板突水的影响因素；在下三带理论指导下,基于底板多裂隙岩体断裂强度公式及I型应力强度因子公式,推导出渗流-应力耦合作用下底板导水破坏带深度及承压水导升带高度的计算公式；从底板隔水层厚度和岩性组合形式两方面着手,结合研究区沉积特征,对底板隔水层阻水性能作了综合评价；基于岩体极限平衡理论,综合考虑工作面斜长、隔水层厚度及岩性组合,推导出隔水层突水极限水压值计算公式；阐述了裂隙型底板突水动态机理,认为裂隙型底板突水是渗流-应力耦合作用不...
【英文摘要】 The safety mining of the 13th coal seam in Baode coal mine on the Ordovician limestone confined aquifer was researched in this paper. The recharge, run off and discharge conditions of Tianqiao spring basin in our studying area, general hydrochemical characteristics and intensive runoff zones characteristics were firstly analyzed. The water yield property, karst water runoff condition evolution, water level variations and seepage field characteristics of Ordovician limestone in our studying area were detaile...
【更新日期】 2015-11-12

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