承壓水上開采煤層底板裂隙時空演化規(guī)律研究.pdf

1、目前我國大部分礦井已進(jìn)入深部開采階段，隨著采深的增大，含煤地層基底的奧陶系石灰?guī)r承壓含水層的水壓不斷增大，突水危險系數(shù)隨之增大;一些礦區(qū)面臨上組煤資源的枯竭，繼而進(jìn)入下組煤層開采面臨開采底板隔水層厚度較薄，水壓大等問題，煤層底板突水危險性加大因而預(yù)防底板突水成為采礦過程中所面臨的一類重要問題。承壓水上開采，底板巖層由于受礦山采動應(yīng)力、地應(yīng)力和承壓水滲透壓三者耦合作用致使底板產(chǎn)生裂隙，若水壓超過臨界值則可能使得底板裂隙貫通形成涌水通道造成

2、淹井事故。本文通過理論計算、數(shù)值模擬、相似模擬三種手段從不同的方面對承壓水上開采煤層底板破壞及裂隙的生成演化進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。現(xiàn)將研究結(jié)果總結(jié)如下:(1)運(yùn)用彈塑性力學(xué)和損傷斷裂力學(xué)在附加承壓水水壓條件下算出底板巖層破壞及裂隙貫通的最大深度公式，結(jié)合淮北某礦地質(zhì)資料運(yùn)用計算公式算得底板破壞最大深度為17.5m，底板裂隙貫通最大深度為17.6m，計算結(jié)果與現(xiàn)場實測接近。(2)通過UDEC數(shù)值模擬軟件分別對不同推進(jìn)長度、不同承壓水水壓、不同

3、推進(jìn)速度下底板巖層裂隙的生成及演化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，隨著工作面的推進(jìn)底板巖層不斷產(chǎn)生裂隙且裂隙隨著工作面的推進(jìn)不斷擴(kuò)展演化形成橫向與縱向的貫通裂隙，開采過程中裂隙富集于煤壁及切眼附近且呈倒馬鞍型分布;隨著承壓水水壓的增加底板巖層裂隙擴(kuò)展貫通深度不斷增大，隨著推進(jìn)速度的加快底板裂隙發(fā)育擴(kuò)展程度不斷減小(3)通過相似模擬對不同工作面推進(jìn)長度及不同推進(jìn)速度下底板巖層裂隙的生成及擴(kuò)展演化進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，隨著工作面的推進(jìn)底板巖層不斷產(chǎn)生裂隙