高位硬厚覆巖破斷及運(yùn)移特征的相似材料模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)能源工業(yè)的支柱，隨著對(duì)能源需求量的增加，開采強(qiáng)度顯著增大，開采地質(zhì)條件日益復(fù)雜，如褶曲、斷層等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造、硬厚或巨厚覆巖賦存等。其中，當(dāng)采場(chǎng)上覆高位硬厚或巨厚巖層時(shí)，具有強(qiáng)度高、厚度大、層間距大、破斷運(yùn)移步距大，應(yīng)力集中程度高等特點(diǎn)，在工作面上覆巖層中處于關(guān)鍵層的地位，其運(yùn)移能產(chǎn)生較明顯的動(dòng)力現(xiàn)象，如沖擊地壓、礦震、煤與瓦斯突出等動(dòng)力災(zāi)害，給煤礦生產(chǎn)帶來(lái)了安全隱患。因此，正確認(rèn)識(shí)采場(chǎng)上覆巨厚堅(jiān)硬巖層的破斷過(guò)程、運(yùn)移規(guī)律和離層

2、時(shí)空發(fā)育規(guī)律等，對(duì)硬厚巖層下礦山壓力控制與動(dòng)力災(zāi)害防治提供重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文采用相似材料模擬試驗(yàn)的方法對(duì)上覆高位硬厚巖層破斷過(guò)程及破斷特征、覆巖運(yùn)移規(guī)律及離層時(shí)空發(fā)育特征進(jìn)行試驗(yàn)研究，并結(jié)合關(guān)鍵層理論、彈性地基梁和材料力學(xué)等理論，建立四邊彈性支承邊界條件下彈性基礎(chǔ)正交梁力學(xué)模型進(jìn)行理論分析。主要研究?jī)?nèi)容和研究成果為:
　　1)以上覆高位硬厚巖層為研究背景，對(duì)開采煤層上覆巖層（尤其是巖漿巖）破斷過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，

3、揭示了上覆硬厚巖層存在阻隔作用，且影響采場(chǎng)覆巖的“三帶”分布及其發(fā)育高度的現(xiàn)象，進(jìn)一步研究分析了采場(chǎng)上覆巖層破斷過(guò)程、巖漿巖的破斷模式及其破斷特征。
　　2)對(duì)采場(chǎng)上覆巖層位移監(jiān)測(cè)，分析了高位硬厚巖層賦存條件下，覆巖的位移變化情況和離層時(shí)空發(fā)育規(guī)律，探討了主關(guān)鍵層下離層空間的演化過(guò)程與形態(tài)特征，分析了離層空間的層位演化與橫向擴(kuò)展規(guī)律、覆巖與主關(guān)鍵層的運(yùn)移規(guī)律;并通過(guò)理論分析揭示了離層空間形成的機(jī)理與條件，提出了離層區(qū)域可以由一個(gè)梯