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岩体采动裂隙时空演化与突水危险性模型研究

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于地下煤层的开采,导致覆岩的初始应力平衡受到破坏,岩体的力学性质和结构与采动前相比,发生了重要的变化。本章以河南泉店煤矿11050工作面为地质原型,通过相似模型试验对采动过程中覆岩内的应力演化进行监测,基于GIS时空数据分析方法,建立包含时空关系采动覆岩的应力演化的时空立方体模型,通过对其时空特征进行分析,揭示采动覆岩应力的时空演化特征。

岩体采动裂隙时空演化与突水危险性模型研究

由于地下煤层的开采,导致覆岩的初始应力平衡受到破坏,岩体的力学性质和结构与采动前相比,发生了重要的变化。岩体的原始应力平衡被破坏,岩体要达到新的平衡状态,岩体的应力、应变或能量必然会发生变化。由于矿山开采活动的影响,在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力称为矿山压力,各种力学现象由于矿山压力的作用而产生,如覆岩的垮落、断裂破坏与弯曲等,岩层与地表发生移动、变形与破坏,覆岩中的原有裂隙与采动裂隙由于岩体中应力的变化与作用,不断地变形、延展进而贯通,最终连通形成上覆松散含水层的导水通道,从而诱发矿井突水溃砂灾害[135-136]。随着工作面的推进,采动过程的持续,重新分布于围岩各个层面上的力及岩层中各点的应力将促使该部分岩体产生或遭到破坏,从而向已采空间运动,因此矿山压力即包括分布于岩层内部各点的应力,又包括作用于围岩上的任何一部分边界上的外力,而在此过程中,岩体内的应力随时空发生变化,岩体的各种参数也会发生变化,由于构造等因素的影响,导致采动裂隙岩体的变形、破坏过程具有不可逆和动态演化等特征。

本章以河南泉店煤矿11050工作面为地质原型,通过相似模型试验对采动过程中覆岩内的应力演化进行监测,基于GIS时空数据分析方法,建立包含时空关系采动覆岩的应力演化的时空立方体模型,通过对其时空特征进行分析,揭示采动覆岩应力的时空演化特征。(www.xing528.com)

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