采動底板構(gòu)造活化災變前兆信息辨識及突水機理

1 緒論
1.1 概述
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題
1.2.1 底板突水機理研究現(xiàn)狀
1.2.2 底板構(gòu)造突水機理研究現(xiàn)狀
1.2.3 缺陷巖體力學特征研究現(xiàn)狀
1.2.4 存在問題及研究展望
1.3 相關(guān)研究方向簡介
2 底板裂隙區(qū)域性特征及構(gòu)造突水災變模式
2.1 底板采動巖體區(qū)域性裂隙滲流耦合機制
2.1.1 底板巖體區(qū)域性劃分
2.1.2 區(qū)域性巖體裂隙演化特征分析
2.1.3 區(qū)域性巖體滲流耦合特征分析
2.2 底板構(gòu)造突水災變模式及判據(jù)
2.2.1 地質(zhì)缺陷概述
2.2.2 構(gòu)造突水災變模式建立
2.2.3 構(gòu)造突水判據(jù)確定
3 缺陷巖體單軸壓縮強弱部分協(xié)同失穩(wěn)特征
3.1 缺陷巖體失穩(wěn)過程加速協(xié)同破壞機制
3.1.1 缺陷巖體加速協(xié)同破壞特征
3.1.2 失穩(wěn)過程加速協(xié)同作用分區(qū)特性
3.2 宏觀尺寸缺陷巖體協(xié)同破壞特征
3.2.1 預制缺陷紅砂巖制作及試驗設計
3.2.2 預制缺陷紅砂巖破壞特征分析
3.2.3 預制缺陷紅砂巖亞失穩(wěn)階段分區(qū)特性
3.2.4 缺陷影響下巖體完整部分應變變化分析
3.2.5 缺陷紅砂巖失穩(wěn)過程聲發(fā)射特征分析
3.3 組合體強弱部分加速協(xié)同破壞特征分析
3.3.1 缺陷組合體試件制作及試驗方案設計
3.3.2 缺陷組合體破壞形式分析
3.3.3 失穩(wěn)過程中單元體間應力作用特征
3.3.4 失穩(wěn)過程中單元體應變釋放特征
3.3.5 不同組合巖體亞失穩(wěn)階段分區(qū)特性
3.4 構(gòu)造失穩(wěn)致突過程簡析
3.4.1 失穩(wěn)階段加速協(xié)同過程物理場信息分析
3.4.2 開采構(gòu)造失穩(wěn)致突水過程初步探討
4 大尺寸缺陷類巖石雙向加載裂紋擴展及失穩(wěn)信息分析
4.1 類巖石材料制作及力學性能測試
4.1.1 類巖石試樣材料選擇及其相關(guān)性質(zhì)
4.1.2 類巖石試樣基本力學性能測試
4.1.3 大尺寸含缺陷類巖石試件制作及試驗方案設計
4.2 大尺寸含缺陷類巖石裂紋一應力一聲發(fā)射特征分析
4.2.1 不同尺寸構(gòu)造試樣破壞形式
4.2.2 類巖石試樣表面裂紋傳播及應力變化規(guī)律
4.2.3 類巖石試樣聲發(fā)射一應力監(jiān)測結(jié)果分析
4.3 采場斷層協(xié)同破壞實例應用分析
4.3.1 模擬工程背景及斷層失穩(wěn)模型設計
4.3.2 無采場斷層模型實驗結(jié)果分析
4.3.3 有采場斷層模型實驗結(jié)果分析
5 裂紋擴展致通水通道形成數(shù)值模擬及案例分析
5.1 FRACOD2D基本理論
5.1.1 F準則
5.1.2 裂紋水力耦合(F-H)
5.2 耦合狀態(tài)裂紋傳播及流體流動過程模擬
5.2.1 模擬參數(shù)確定及方案設計
5.2.2 原生裂紋流體流動特征模擬
5.2.3 缺陷巖體裂紋網(wǎng)流體流動路徑模擬
5.2.4 含水裂紋起裂一擴展一貫通模擬
5.3 煤礦開采構(gòu)造突水數(shù)值模擬分析
5.3.1 突水礦井水文地質(zhì)條件
5.3.2 FRACOD軟件驗證及構(gòu)造突水模型建立
5.3.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
6 底板構(gòu)造突水物理模擬試驗及監(jiān)測方法
6.1 物理模擬試驗系統(tǒng)及固流耦合模擬材料選擇
6.1.1 采動煤層底板突水相似模擬試驗系統(tǒng)
6.1.2 非親水型固流耦合相似模擬材料
6.2 底板缺陷裂隙擴展型突水通道形成模擬
6.2.1 底板缺陷裂隙突水模型建立
6.2.2 底板突水通道形成過程分析
6.2.3 底板應力變化特征分析
6.2.4 孔隙水壓變化特征分析
6.3 隱伏構(gòu)造滑剪型突水通道形成模擬
6.3.1 隱伏構(gòu)造滑剪型突水模型建立
6.3.2 隱伏構(gòu)造突水通道形成過程分析
6.3.3 底板應力變化特征分析
6.3.4 隱伏構(gòu)造圍巖應力變化特征分析
6.4 構(gòu)造導通型突水通道形成模擬
6.4.1 構(gòu)造導通型突水模型建立
6.4.2 導通斷層裂隙演化特征及應力變化分析
6.4.3 導通斷層突水通道形成過程分析
6.5 “一防一測一注”缺陷構(gòu)造突水精確防治措施
6.5.1 防隔水煤(巖)柱留設
6.5.2 缺陷構(gòu)造失穩(wěn)監(jiān)測預警方法
6.5.3 缺陷構(gòu)造注漿加固方法
參考文獻