杨柳煤矿上覆双层厚硬火成岩破断运移规律研究

作     者：张润兵 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：窦林名

授予年度：2014年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：双层厚硬火成岩 数值模拟 破断 运移 

摘      要：杨柳矿7#煤层由于火成岩侵入，形成两层厚硬火成岩岩层。火成岩的存在，特别是厚硬火成岩，对于冲击矿压、岩层移动与地表下沉、瓦斯流动等起到决定性的作用。本论文通过理论分析、数值模拟、现场工程实践等手段进行研究，建立了火成岩的力学模型，理论计算、数值模拟了火成岩的破断位置，并且研究了双层厚硬火成岩下开采的矿震规律，结合现场监测进一步证实了火成岩破断位置的推断。 分析、建立了以关键层理论和薄板理论为基础的力学模型，计算出了火成岩的破断位置，并结合实际测量数据，提出了杨柳煤矿上覆双层火成岩破断模式的假设。全文围绕这个假设进行分析，利用其它手段来从侧面证明对火层岩破断模式假设的正确性。 运用UDEC数值模拟软件，分析了10煤开采后上覆双层火成岩离层、破断的情况及其动态变化规律;运用FLAC3D数值模拟软件，分析了双层厚硬火成岩下煤层开采的情况，分别对两层火成岩设置了监测面，监测各层火成岩的应力变化发展情况，以分析在下部煤层开采的过程中，火成岩的稳定情况。 通过分析杨柳煤矿地表下沉的实测数据，将地表下沉与火成岩的破断模式相叠加，充分验证，杨柳煤矿上覆双层火成岩破断模式的假设是正确的。结果证明，主关键层火成岩对地表下沉的动态过程起控制作用，地表下沉的速度随着主关键层火成岩的周期破断而呈现周期性变化。 通过对104采区工作面“见方区域的矿震规律、火成岩破断诱发的矿震分析，以及利用震动波CT波速反演，验证火成岩破断模式的正确性。