斷層附近煤層開采防水煤柱留設(shè)的相似材料模擬分析.pdf

1、針對(duì)斷層防水煤柱合理留設(shè)問(wèn)題，采用相似材料模擬實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)斷層附近煤層采動(dòng)礦壓變化和覆巖變形規(guī)律進(jìn)行了一定研究分析。主要內(nèi)容有：
　　(1)以相似理論、模擬原型的地質(zhì)構(gòu)造條件和巖石力學(xué)性質(zhì)為依據(jù)，制作了體積為長(zhǎng)×寬×高=3m×0.3m×1.1m的平面相似材料模型，模擬了斷層附近不同煤厚下工作面推進(jìn)過(guò)程中的煤層采動(dòng)圍巖應(yīng)力變化和變形破壞特征，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行了整理分析。
　　(2)得出了斷層影響下

2、不同采厚對(duì)覆巖礦壓變化及變形破壞的影響規(guī)律：①煤層開挖會(huì)促使斷層上盤巖體向采空區(qū)方向移動(dòng)，造成斷層面法向壓力減小。斷層面法向壓力減小的區(qū)域與采厚有關(guān)，采厚2m時(shí)，距煤層頂板65m以上的斷層面法向壓力小于原巖應(yīng)力；采厚6m時(shí)，煤層頂板20m以上的整個(gè)斷層面法向壓力都小于原巖應(yīng)力。②采厚越大，覆巖中沿工作面方向拉張應(yīng)變?cè)酱?；?duì)于同個(gè)測(cè)點(diǎn)，煤厚從2m變?yōu)?m時(shí)，拉張應(yīng)變從數(shù)值上增大2～9倍。③煤層上部斷層面附近巖體位移量隨采厚的增大而增大，但

3、兩者沒有線性關(guān)系，此次模擬的煤厚為3倍關(guān)系，而位移量只有1～2倍。④采厚越大，采動(dòng)對(duì)斷層的穩(wěn)定性影響越大。采厚2m時(shí)，斷層面張裂隙最終發(fā)育至距煤層頂板高度為57m；采厚6m時(shí)，裂隙距煤層項(xiàng)板高23m。
　　(3)得出了不同寬度煤柱情況下(采厚2m時(shí))礦壓分布及覆巖變形破壞的影響：①隨著煤柱寬度的減小，工作面前方煤層頂板中壓力均明顯增大，壓力峰值位置向前方煤巖體中轉(zhuǎn)移，且煤柱愈窄，壓力增大愈高。在工作面推進(jìn)方向上，煤層頂板巖層壓力峰