基于断层影响因子与断层分维特征的断层突水危险性定量化分析

断层是诱发矿井突水事故的重要影响因素,新汶煤田受奥灰岩溶突水威胁严重,针对断层诱发突水问题,在系统总结新汶煤田矿井断层构造分布特征基础上,建立了断层对奥灰岩溶突水影响定量化分析体系。引入断层影响因子概念,对底板突水危险性进行了定量分析;采用非线性理论对煤矿地质构造发育特征进行定量化研究,揭示了矿井断层分维特征,提出了断层分维特征及其对突水影响危险性分区的原则及方法。采用断层影响因子等值线和断层分维等值线相互融合技术,得到新汶煤田协庄煤矿奥灰岩溶裂隙分布规律。根据不同单元岩溶的富水性,圈定出煤层突水危险区,对煤炭开采防治突水灾害具有指导意义。     

重力坝基础纵向断层及其处理的力学分析

本文应用TDS非线性平面有限元通用程序，对重力坝基础纵向断层及其处理进行力学分析，并与前人所作的光弹试验结果进行了比较。为重力坝的设计及断层处理提供了计算依据。     

煤矿隐伏断层突水的断裂力学模型及力学判据

针对导水断层和底板塑性滑移场的空间关系,把导水断层和底板塑性滑移场的最短距离视为断层突水的关键路径,建立了底板隐伏断层突水的简化断裂力学模型.利用断裂力学理论分析了含斜裂缝有限板裂缝尖端的应力强度因子计算公式,推导了导水断层发生劈裂破坏的临界水压力以及影响因素.结果表明:发生断层突水的临界水压力随着断层长度增加而减小、随着断层到底板距离的增加而减小、随着水平压力增大而增大的趋势.根据压剪裂缝扩展时翼型分支裂纹扩展理论,获得底板隐伏断层突水的必要条件是承压水达到临界水压力,充分条件为断层到煤层底板的最短距离达到一个的临界值以及相应的理论公式.     

F_(29)断层突水危险性研究

为了研究断层在煤矿开采过程中的突水危险性,以F29断层为例,通过对水头压力、断层落差与倾角、矿山压力等主要突水因素进行分析,并且进行FLAC3D断层突水通道形成过程数值模拟分析,得出了F29断层局部具有突水危险性的结论,对过断层的安全采掘具有指导意义。     

含山陶厂石膏矿构造应力场数值模拟分析

为了分析井田内主要构造断裂的导水性,为断层岩柱留设提供依据,运用有限元法的三维数值模拟程序,对陶厂石膏矿现代构造应力场进行了模拟。模拟结果表明,在断层F17附近存在较大的压应力,在F1及F2断层附近的石膏矿体中存在拉应力,在石膏矿体中的应力水平相对较低且均一。断层附近的Z方向的应力相对石膏矿体的应力低。应力矢量分布中拉应力矢量主要分布在石膏矿体靠近断层附近,随着石膏矿体与断层距离的增加,逐渐转化为压应力,而在断层的交汇处压应力值较高。     

F_(29)断层力学性质对透水性的控制作用研究

为研究断层的力学性质与透水性之间的关系,以豫西新安煤田F_(29)断层为研究对象,通过对断层进行力学性质研究以及现代构造应力场分析,得出F_(29)断层为弱透水性断层的认识,通过F_(29)断层的钻孔资料、抽水试验和瞬变电磁探水试验数据,验证了以上认识。     

煤层底板突水影响因素的AHP分析

根据赵家寨煤矿的地质与水文地质条件,结合其底板突水的特点与规律,在层次分析法(AHP)的基础上构建了底板突水影响因素之间的层次分析结构模型.在判断矩阵通过一致性检验的前提下,用其特征向量作为底板突水影响因素的权重,确定了各因素的影响力排序与控制因素.工程应用表明,突水影响因素之间互相关联、耦合综合作用于底板突水,突水控制因素中抑制因素仅为6.20%,所占比例较小,推知二1煤的开采易造成底板突水,该评价结果比较直观地反映了底板突水各作用因素的影响权重,可为该矿底板水害防治提供理论依据与参考.     

F29断层突水危险性研究

为了研究断层在煤矿开采过程中的突水危险性,以F29断层为例,通过对水头压力、断层落差与倾角、矿山压力等主要突水因素进行分析,并且进行FLAC3D断层突水通道形成过程数值模拟分析,得出了F29断层局部具有突水危险性的结论,对过断层的安全采掘具有指导意义。     

肥城煤田地质构造特征及其对底板突水影响

在系统搜集肥城矿区勘探、生产资料的基础上,分析了肥城煤田的地质构造形态特征和分布规律,褶皱和断层的关系。结合肥城各矿的突水实例,分析了各种地质构造与底板突水的关系,发现构造条件影响甚至控制了矿区的开采地质条件,构造预测对矿井安全高效的生产具有重要意义。     

断层竖向错动作用下隧道力学响应数值模拟研究

采用有限单元方法数值模拟研究断层竖向错动位移、断层错动速率、断层宽和断层摩擦对断层错动下隧道力学响应的影响规律。结果表明:断层竖向错动位移显著改变隧道断层截面第1应力的大小和分布。断层错动隧道断层截面出现最大第1主应力,不受断层竖向错动位移、断层错动速率、断层宽度和断层摩擦的影响。断层错动影响范围主要受到断层位移和宽度的影响,受断层错动速率和断层摩擦系数影响较小。断层错动速率越快,断层摩擦系数变化对应力峰值增加的影响越明显。主动盘内隧道截面衬砌第1主应力随断层错动速率增加而增加,但是断层截面的第1主应力随断层速率增加,先增后减,在0.1m/s断层速率条件下,达到最大值。     

断层破碎带突水最小安全厚度的筒仓理论分析

隧道临近富水断层破碎带时易发生突水突泥灾害,防突岩盘最小安全厚度的确定是关键问题.为此,基于筒仓理论和极限平衡方法,分别建立隧道轴线与掌子面正交和平行时的断层破碎带突水力学模型并且推导防突岩盘所受地应力的计算公式.在此基础上,得出富水断层破碎带突水突泥的力学判据,并分析断层破碎带宽度对防突岩盘最小安全厚度的影响.最后,将理论研究成果应用于永莲隧道和祁连山隧道工程中.理论分析表明:断层破碎带宽度小于200 m时,断层破碎带宽度对防突岩盘最小安全厚度的确定影响显著.经过计算,永莲隧道的防突岩盘最小安全厚度为7.34 m,实际工程中未预留足够安全厚度而发生突水事故;祁连山隧道F6、F7断层破碎带的防突岩盘最小安全厚度分别为10.22和11.59 m,实际工程中预留了12 m顺利通过断层带,表明理论计算值与工程实际比较符合,具有一定的可靠性.     

杭州市周边构造和断层及其对建、构筑物的影响

根据杭州市区及其周边的构造环境与断层活动性 ;对照国标 (GB17741-1999)《工程场地地震安全性评价技术规范》和 (GB50 0 2 1-2 0 0 1)《岩土工程勘察规范》针对杭州市区的断裂对工程的影响做综合评述     

龙固煤矿采场底板突水因数与突水危害性分析

利用煤矿底板突水N数表述了层状岩体渗流失稳条件。根据龙固煤矿的岩层柱状图，运用RFPA^2D软件计算了采场推进到25m和50n、时底板岩层的应变分布，并利用渗透特性与应变之间的关系，计算了相应的底板突水因数。研究表明：岩层的破坏造成渗透率的增大、非Darty流β因子和加速度系数的减小，从而使突水因数增大，突水发生的危险性增大；随着工作面的推选，底板的破坏范围扩大，变形也相应地增大，突水因数增大；当推进到25m时，底板突水因数为95．1％；当推进到50m时，底板突水因数为619％.     

煤矿底板损伤突水模型

根据矿山压力控制理论。材料力学理论及几何损伤力学理论,提出了煤矿底板突水的力学模型,推导了该模型下底板岩梁应力计算公式,分析了底板损伤突水机理．     

新景矿煤与瓦斯突(喷)出特征及其构造控制

新景矿3号煤层煤与瓦斯突出以小型、频发为特点,严重影响着矿井的安全、有序生产.从矿区地质背景、井田构造特征和突(喷)出点分布状况等方面进行了较系统的分析研究,认为瓦斯突(喷)出易于发生在向斜的轴部附近,次级背、向斜的过渡部位及小断层发育地带.初步总结了矿井瓦斯地质规律,并对未采掘区突(喷)出危险性进行了预测,为矿井瓦斯治理和安全生产提供了依据.     

杭州市周边构造和断层及其对建、构筑物的影响

根据杭州市区及其周边的构造环境与断层活动性；对照国标(GBl774l-1999)《工程场地地震安全性评价技术规范》和(GB5002l-2001)《岩土工程勘察规范》针对杭州市区的断裂对工程的影响做综合评述。