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褶皱构造对深井采动应力演化的控制规律研究 论文

上传者: 2024-08-19 08:18:51上传 PDF文件 9.28MB 热度 3次

该篇论文主要探讨了褶皱构造对深井采动应力演化的影响,并研究了其控制规律。褶皱构造作为常见地质现象,直接影响矿区岩层的应力状态和分布,进而对矿井安全产生深远影响。在煤矿深井开采中,褶皱构造引发的应力异常和动力灾害问题尤为突出。

本研究通过FLAC三维数值模拟,分析了煤层开采过程中褶皱区域的应力演化规律,并对褶皱区域不同位置工作面煤岩的应力分布特征进行了深入探讨。研究表明,褶皱构造会导致上覆岩层在水平挤压作用下形成皱褶,尤其在背斜和向斜的轴部,水平应力会集中。在背斜与向斜的内弧部分,压应力明显集中,而外弧部分则以拉应力为主。

通过数值模拟发现,在褶皱区域的回采过程中,水平应力起主导作用。当工作面逐渐接近背斜轴部时,顶板岩层稳定性降低,而底板岩层稳定性则相对提高。这一现象提示在实际矿井作业中,针对背斜和向斜的不同部位应采取差异化开采策略。具体来说,背斜轴部进行仰采推进时,煤壁前方应力较低,回采更为安全;但向斜轴部的俯采推进过程中,微震日平均能量增加,仰采至背斜轴部可能导致煤壁片帮、顶板破碎与垮落等现象。这些结论通过现场观测和模拟结果得到了验证。

为了更好理解这些现象及其背后的机理,您可以参考以下相关研究:

论文中还提到了与煤矿开采相关的其他技术进展,如冲击地压灾害防控、软岩巷道加固治理、大采高综采与保水采煤技术等。这些技术在实际应用中,对于解决开采过程中的多种问题具有重要作用。

关键词如“褶皱构造”“应力演化”“控制规律”,明确描述了褶皱构造形态及其对应力分布和演化的影响。背斜作为向上凸起的地层形态,向斜作为向下凹陷的地层形态,在深井开采中形成了不同的应力环境,直接影响矿井的安全性。

通过对这些褶皱区域应力分布规律的深入理解,可以有效预测和控制潜在灾害,进而制定出更合理的开采方案,确保矿井安全与经济效益最大化。详细的数值模拟分析和实际工程经验相结合,不仅提升了研究的应用价值,也为矿井安全生产提供了坚实依据。

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