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基于采动效应研究的注浆工作面底板突水危险性评价

作　者: 韩云春
导　师: 吴基文
学　校: 安徽理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 煤层底板注浆改造岩体结构采动效应数值模拟突水危险性评价五图双系数法刘桥二矿
分类号: TD745
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以刘桥二矿为研究对象,研究了井田和Ⅱ615工作面的地质和水文地质条件,利用五图双系数法评价了井田和Ⅱ615工作面6煤底板突水危险性。研究了Ⅱ615工作面底板的岩石物理力学特征、岩石水理特征、底板岩体结构特征。通过原位钻孔声波测试和岩石试件的波速测试,得出了岩块强度和岩体强度以及注浆前岩体和注浆后岩体的物理力学参数之间的换算关系。根据注浆前后底板结构特征,建立了原始底板、厚度增加底板、强度增加底板、强度和厚度均增加底板、注浆后含套管底板的5种地质模型,采用数值模拟研究了不同底板的采动效应及其差异性。运用突水系数法评价了Ⅱ615：工作面注浆后底板突水危险性。取得的主要成果和认识有：1.井田的东南部6煤底板突水系数较小,在0.01～0.06 MPa/m之间,为相对安全区。西北部突水系数较大,在0.06～0.20 MPa/m之间,存在太灰突水危险性。Ⅱ615工作面底板突水系数在0.05～0.07MPa/m之间,在底板完整区,底板太灰水突水危险性较小,在构造发育区,底板太灰水存在突水危险性。2.通过原位波速测试得出：(1)注浆后砂岩段波速增加；泥岩段表现不明显。(2)无论是否注浆,砂岩段正常区的波速都大于构造区。(3)砂岩段波速大于泥岩段。根据注浆前后岩体波速得出注浆后岩体完整性提高,砂岩段1.25倍,泥岩段1.04倍,作为注浆后底板岩体强度增加倍数。3.随着底板厚度和强度的增加,底板破坏深度、位移量、松动范围都明显减小。这一结果揭示了工作面底板岩体结构改造的效果以及采动效应的岩体结构控制作用。4.在采动效应研究的基础上,通过突水系数法对注浆后Ⅱ615工作面底板突水危险性进行了评价,得出了注浆后Ⅱ615工作面底板的突水系数为0.042-0.056MPa/m,相比注浆前降低0.008～0.014MPa/m,说明注浆效果较显著。

基于采动效应研究的注浆工作面底板突水危险性评价

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