位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于裂纹扩展的含隐伏断层底板突水评价
  • ISSN号:1000-7857
  • 期刊名称:《科技导报》
  • 时间:0
  • 分类:TD31[矿业工程—矿井建设]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学力学与建筑工程学院,徐州221116, [2]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,徐州221008
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB226805);国家自然科学基金项目(51274191)
中文摘要:

为研究承压水上开采时含隐伏断层底板的安全-眭,根据断裂力学理论建立导水断层活化扩展的理论模型。将煤层底板看做半平面无限体,把底板中含水层顶部以上的隐伏断层建模为有限宽度板条的倾斜边缘裂纹。根据采场底板的支承压力分布规律,将其简化为若干分段线性载荷加载至底板,纳入断层产状、断层在底板中埋深、工作面推进距离、含水层水压、断层面摩擦角等各种参数,推导得到底板内任意一点的应力公式。将其应用到隐伏断层面上各点,综合考虑各点法向应力、剪应力对裂纹活化的影响,计算得到采动条件下断层面上的有效切应力分布。该有效切应力剔除了裂纹面上摩擦效应对压剪裂纹扩展的影响。将其代入断裂力学相关公式,计算得到隐伏断层前缘的应力强度因子,最后通过定义突水安全指数建立了底板突水判据。以某矿带压开采工作面为例,根据相应水文和地质资料,计算得到在工作面推过隐伏断层的整个过程中断层活化突水危险性的变化规律,所得结论与工作面现场微震监测数据相符,即当工作面推进至采空区位于隐伏断层正上方区域时,断层面承受有效剪切最充分,剪切应力强度因子最大,突水安全指数达到峰值,这与现场微震监测结果中显示的在该推进阶段中,原有隐伏断层附近派生裂隙集中出现、突水危险性最高的结果相符合。

英文摘要:

For analyzing the security of floor containing insidious fault while mining above water, a fracture mechanical model is established in order to describe the activation and growth of insidious fault. First, from the beginning of aquifer top in floor, the above part of insidious fault is modeled as an oblique edge crack of finite width plate. Second, involving the effects of normal stress and shear stress for fault activation, effective shear stress distribution in the fault plane is calculated in the mining conditions. Third, according to attitude and burial depth in the floor of fault, distance of face advancing, water pressure of the aquifer, and angle of friction in the fault plane, the compress-shearing stress intensity factor of insidious fault is presented. Finally, the safety index is defined for establishing the criterion of water inrush. Taking a certain coal face mining under pressure for example, in accordance with its hydrologic and geological data, variation of risk about water inrush from activating fault is obtained during the whole face advancing across the fault. The conclusion coincides with microseismic monitoring data at the site. This analysis may provide suggestions for safe and rational coal mining and improve numerical or theoretical models of water inrush in floor.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《科技导报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国科学技术协会
  • 主编:项昌乐
  • 地址:北京市海淀区学院南路86号科技导报社
  • 邮编:100081
  • 邮箱:kjdbbjb@cast.org.cn
  • 电话:010-62138113
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7857
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1421/N
  • 邮发代号:2-872
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,美国乌利希期刊指南,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24858