煤层底板隐伏陷落柱突水机理及工程应用 被引量：2

1

作者 李昂 李远谋 +5 位作者 刘朝阳 姬亚东 王峰 刘洋 马政和 方刚 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期142-152,共11页

华北煤田隐伏陷落柱难勘探、易突水、隐患大,是煤矿安全隐患的典型代表。以澄合矿区山阳煤矿1501工作面底板下隐伏陷落柱为工程地质背景,根据陷落柱的含(导)水特性,将突水事故分为整体剪切破坏和尖端劈裂破坏2种模式,结合高等岩石力学... 华北煤田隐伏陷落柱难勘探、易突水、隐患大,是煤矿安全隐患的典型代表。以澄合矿区山阳煤矿1501工作面底板下隐伏陷落柱为工程地质背景,根据陷落柱的含(导)水特性,将突水事故分为整体剪切破坏和尖端劈裂破坏2种模式,结合高等岩石力学与断裂力学,分别建立突水力学模型,通过临界平衡条件与断裂判据,理论推导得到了底板隔水层可抵抗的临界水压解析解与隔水层厚度的安全阈值。结果表明,临界突水压力由2部分组成,即底板自身抵挡水压力值和围岩抵挡水压力值;临界突水压力与关键层厚度呈正相关,与陷落柱顶部宽度呈先减小后增大的关系;现场实际以陷落柱顶部宽度11.2m为界,小于该值时极限水压力主要受控于有效隔水层厚度,大于该值时围岩水平应力对极限水压力影响较大;陷落柱周边裂隙扩展长度与水压力正相关,与覆岩压力负相关;陷落柱轴线角度在60°~90°更易诱发突水灾变。将研究成果应用于1501工作面底板危险性评价,理论分析给出了在受开采扰动影响下底板临界突水压力0.95MPa不足以抵抗奥灰承压水压力1.2MPa,且开采后陷落柱周边次生裂隙增长发育威胁陷落柱顶部隔水稳定性。根据陷落柱内部疑似的空洞,科学构筑了“堵水塞+双液注浆”处理方法,治理后工作面涌水量由65m^(3)/h降低至0.3m^(3)/h,工作面成功开采。 展开更多

关键词 隐伏陷落柱 煤层底板 突水机理 澄合矿区 “堵水塞+双液注浆”方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

水压作用下防砂安全煤岩柱失稳机理及留设方法 被引量：33

2

作者 许延春 杜明泽 +1 位作者 李江华 曹旭初 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期328-334,共7页

针对厚松散含水层、薄基岩等特殊地质条件下楔形区工作面防砂安全煤岩柱失稳溃砂的问题,以赵固一矿11071工作面突水溃砂灾害为例,结合地质钻孔资料,建立了楔形保水压采动溃砂地质模型。通过黏土液塑限试验,风化带岩石干燥饱和吸水率和... 针对厚松散含水层、薄基岩等特殊地质条件下楔形区工作面防砂安全煤岩柱失稳溃砂的问题,以赵固一矿11071工作面突水溃砂灾害为例,结合地质钻孔资料,建立了楔形保水压采动溃砂地质模型。通过黏土液塑限试验,风化带岩石干燥饱和吸水率和崩解试验,得出了底黏及风化带泥类岩具有良好的隔水性能,可形成楔形保水压结构。并在此基础上,通过水压作用下风化带泥类岩采动裂隙扩展试验研究了受采动损伤的煤岩柱保护层在水压作用下失稳的内在致灾机理。结果表明:在高水压的作用下,风化带泥类岩采动裂隙扩展为管道,防砂煤岩柱保护层的阻砂性能失效;考虑煤岩柱保护层的损伤厚度,提出了水压作用下防砂安全煤岩柱的留设方法,并在11191工作面进行了工程应用,取得了预期效果。研究成果补充完善了我国防砂安全煤岩柱的留设方法,可减少煤矿溃砂事故。 展开更多

关键词 水压 楔形区 风化带 裂隙扩展 突水溃砂 防砂煤岩柱

在线阅读 下载PDF 职称材料

中国煤矿水害基本特征及其主要影响因素 被引量：265

3

作者 董书宁 虎维岳 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期34-38,共5页

分析了中国煤矿水害发生发展的基本规律,研究了中国煤矿水害的基本特征及其产生原因。较为系统地论述了我国煤矿水害防治技术存在的主要问题、技术难关以及生产企业对矿井水害防治技术的基本需求。重点分析了深部煤炭资源开发过程中高... 分析了中国煤矿水害发生发展的基本规律,研究了中国煤矿水害的基本特征及其产生原因。较为系统地论述了我国煤矿水害防治技术存在的主要问题、技术难关以及生产企业对矿井水害防治技术的基本需求。重点分析了深部煤炭资源开发过程中高承压水底板突出机理及其防治技术和废弃矿井老空水突出机理与防治技术。提出了中国煤矿水害防治技术和矿井水文地质安全保障体系建设的发展趋势。 展开更多

关键词 煤矿 水害 特征 突水机理 防治

在线阅读 下载PDF 职称材料

陷落柱影响采场围岩破坏和底板突水的数值模拟分析 被引量：56

4

作者 尹尚先 王尚旭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期264-269,共6页

为探讨陷落柱在围岩破坏及突水中所起的作用,采用FLAC3D模拟分析了陷落柱影响下采煤工作面推进的全过程.采动影响下采场围岩的应力应变数值模拟充分说明,陷落柱的存在使底板的应力应变分布极不均匀,应力集中系数增大,陷落柱附近位移明显... 为探讨陷落柱在围岩破坏及突水中所起的作用,采用FLAC3D模拟分析了陷落柱影响下采煤工作面推进的全过程.采动影响下采场围岩的应力应变数值模拟充分说明,陷落柱的存在使底板的应力应变分布极不均匀,应力集中系数增大,陷落柱附近位移明显,远离陷落柱其影响逐渐减小,但对底板岩层破坏范围及破坏形式影响较小;陷落柱顶面上方岩层的应变较大,与周围不协调,容易产生局部剪切变形.陷落柱边壁、工作面底板压缩区与膨胀区的分界线重合在一条线上时,是剪切破坏的最佳状态,最容易发生底鼓突水.陷落柱影响下的底板破坏深度为15～18m. 展开更多

关键词 陷落柱 底板突水 数值模拟 采煤工作面

在线阅读 下载PDF 职称材料

采动断层活化引发突水机理研究 被引量：13

5

作者 王壹 杨伟峰 +1 位作者 李明 刘曦 《煤炭工程》 北大核心 2011年第8期90-92,共3页

文章以山东省兖州煤田星村井田为研究背景,采用相似材料模拟试验的手段,进行采动断层活化突水的观测与分析,探索突水发生的根本原因——断层两盘的相对位移(断层活化)导致煤层顶底板突水,主要从地层沉降变化情况、煤层顶板岩层导水裂隙... 文章以山东省兖州煤田星村井田为研究背景,采用相似材料模拟试验的手段,进行采动断层活化突水的观测与分析,探索突水发生的根本原因——断层两盘的相对位移(断层活化)导致煤层顶底板突水,主要从地层沉降变化情况、煤层顶板岩层导水裂隙带高度变化情况等方面分析了断层活化突水的可能性。采动后断层活化的相似材料模拟试验有助于优化断层防水煤柱的留设宽度、制定合理的开采方案,提高生产效率,避免矿井突水事故的发生。 展开更多

关键词 突水 断层活化 相似模拟 防水煤柱 导水裂隙带

在线阅读 下载PDF 职称材料

急倾煤层采空区控顶方式对采场围岩稳定性影响 被引量：19

6

作者 李永明 刘长友 +1 位作者 杨伟 王晓 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第1期20-24,28,共6页

为了确保水体下急倾斜煤层的安全开采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算方法,研究了急倾斜煤层开采采空区控顶方式对采场围岩控制的效果。结果表明:采空区不进行充填,采场围岩变形最大,顶板变形呈抛... 为了确保水体下急倾斜煤层的安全开采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算方法,研究了急倾斜煤层开采采空区控顶方式对采场围岩控制的效果。结果表明:采空区不进行充填,采场围岩变形最大,顶板变形呈抛物线型;采空区部分充填下部40 m范围内,顶板变形呈线性增长趋势,而未充填部分顶板变形呈抛物线型增大趋势;整体充填不同充填体强度下顶板位移均呈近线性变化,充填体弹性模量为0.5 GPa即可满足现有采深条件下支撑顶板的要求;部分充填和整体充填均随着充填体强度的增加,顶底板变形呈降低趋势,且整体充填顶板控制效果显著高于部分充填。 展开更多

关键词 急倾斜煤层 矸石充填 控顶方式 围岩稳定性 突水防治

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于采动和承压水作用下断层突水关键路径的力学分析 被引量：13

7

作者 李常文 柳峥 +1 位作者 郭好新 法立滕 《煤炭工程》 北大核心 2011年第5期70-73,共4页

断层突水是煤矿典型的动力灾害,是煤岩体在采动和承压水共同作用下失稳破坏过程。论文针对导水断层缩短了煤层和含水层距离特点,建立了断层突水的关键路径力学模型。将极限平衡理论和尖点突变理论引入断层突水分析,建立了承压水及采动... 断层突水是煤矿典型的动力灾害,是煤岩体在采动和承压水共同作用下失稳破坏过程。论文针对导水断层缩短了煤层和含水层距离特点,建立了断层突水的关键路径力学模型。将极限平衡理论和尖点突变理论引入断层突水分析,建立了承压水及采动影响下断层突水关键部位失稳破坏模型,获得了断层突水的力学判据,以及防突煤柱预留临界宽度。同时分析了断层参数、煤柱参数对突水条件的影响规律。 展开更多

关键词 断层突水 关键路径 极限平衡 突变理论 防突煤柱

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于三维可视化技术的林南仓矿水害事故分析 被引量：4

8

作者 张健 郝多虎 +3 位作者 孙丽慧 吕晓晓 朱青 李新萍 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第10期106-108,113,共4页

为分析矿井突水灾害的发生过程和事故原因,防止其他与此相关的潜在突水事故的发生,并起到对井下工作人员进行安全教育和培训的目的,采用三维可视化技术模拟了开滦林南仓矿F2断层突水事故,根据模拟场景调查了水害事故发生的原因。实践结... 为分析矿井突水灾害的发生过程和事故原因,防止其他与此相关的潜在突水事故的发生,并起到对井下工作人员进行安全教育和培训的目的,采用三维可视化技术模拟了开滦林南仓矿F2断层突水事故,根据模拟场景调查了水害事故发生的原因。实践结果表明:使用Multigen Creator建立的模型导入Vega场景并进行优化后,所展现的井下突水场景的真实感较高,利用三维可视化技术模拟矿井突水事故的发生过程,使难以见到和拍摄的井下灾害场景得以再现,从而能更直观地了解引起矿井突水灾害的各方面因素,为更有目的地预防灾害提供技术支持。 展开更多

关键词 三维可视化技术 矿井突水事故 防灾措施 潜在突水 安全培训

在线阅读 下载PDF 职称材料

刘桥一矿II622工作面充水条件与防治水技术探讨 被引量：4

9

作者 刘其声 蔡东红 彭龙超 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期44-47,共4页

结合刘桥一矿二水平II6 2 3和II6 2 6工作面突水资料 ,对即将回采的II6 2 2工作面矿床水文地质条件和突水因素进行了分析。在此基础上 ,分析了该工作面回采过程中的突水机理和突水模式 ,提出了工作面在回采过程中应采取的防治水安全技... 结合刘桥一矿二水平II6 2 3和II6 2 6工作面突水资料 ,对即将回采的II6 2 2工作面矿床水文地质条件和突水因素进行了分析。在此基础上 ,分析了该工作面回采过程中的突水机理和突水模式 ,提出了工作面在回采过程中应采取的防治水安全技术保障措施。 展开更多

关键词 水文地质条件 突水 防治水 矿区 回采过程

在线阅读 下载PDF 职称材料

对中国煤矿水害频发的几个关键科学问题的探讨 被引量：152

10

作者 董书宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期66-71,共6页

归纳分析了近年来中国煤矿水害事故发生的基本特点,研究了废弃矿井诱发矿井透水的水文地质条件,分析了现行断层与陷落柱等防水煤岩柱留设中存在的问题,探讨了突水系数理论和底板突水机理认识的缺陷,提出了正确认识老空与陷落柱重大水害... 归纳分析了近年来中国煤矿水害事故发生的基本特点,研究了废弃矿井诱发矿井透水的水文地质条件,分析了现行断层与陷落柱等防水煤岩柱留设中存在的问题,探讨了突水系数理论和底板突水机理认识的缺陷,提出了正确认识老空与陷落柱重大水害的前兆和新的可行的预警技术手段,为新仪器的研制作出提示。 展开更多

关键词 老空水害 防水煤柱 突水系数 监测预警 水害成因

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤矿突水事故防治方法 被引量：6

11

作者 张立海 张业成 《中国矿业》 北大核心 2008年第9期39-41,共3页

从二方面防治煤矿突水事故,减小突水灾害损失:其一,管理措施——调整煤炭生产结构,整顿煤炭生产秩序,实施煤矿安全战略,完善煤矿安全科技体系与防治体系,完善安全技术标准;其二,技术措施——在加强气象、水文动态和矿区水文地质勘查的... 从二方面防治煤矿突水事故,减小突水灾害损失:其一,管理措施——调整煤炭生产结构,整顿煤炭生产秩序,实施煤矿安全战略,完善煤矿安全科技体系与防治体系,完善安全技术标准;其二,技术措施——在加强气象、水文动态和矿区水文地质勘查的基础上,有针对性地实施地面防水工程、地下防水工程,制定紧急突水事故预案。 展开更多

关键词 煤矿 突水 防治 方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

小煤矿透水事故分析及预防 被引量：15

12

作者 唐海 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期101-105,共5页

通过对乡镇小煤矿透水事故典型案例分析,得出其事故发生原因主要在于从业人员素质较差、内部管理混乱、技术装备力量薄弱和行业主管部门监督不力。因此,煤矿防治水害要坚持以防为主。同时,提出不仅要从辨识透水征兆、留设防水煤柱、规... 通过对乡镇小煤矿透水事故典型案例分析,得出其事故发生原因主要在于从业人员素质较差、内部管理混乱、技术装备力量薄弱和行业主管部门监督不力。因此,煤矿防治水害要坚持以防为主。同时,提出不仅要从辨识透水征兆、留设防水煤柱、规范探放水安全距离、组建探放水机构等技术方面上,还要加强从业人员培训、编制防灾救援预案、行业主管部门监督等方面采取措施。另外,还提出"防、堵、疏、排、截"5项综合治理措施。 展开更多

关键词 煤矿 透水事故 预防措施 探放水机构 防灾救援预案

在线阅读 下载PDF 职称材料

带压开采陷落柱突水影响因素数值模拟 被引量：4

13

作者 李振华 翟常治 李龙飞 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期41-46,共6页

为研究承压水压与煤层陷落柱位置这两种因素对陷落柱突水的影响,在分析固流耦合数学模型的基础上,利用数值模拟软件FLAC3D,以双柳矿地质条件为背景,分别对3 MPa和5 MPa承压水压下开采上、下两组煤4种情况进行模拟,分析陷落柱及其周边围... 为研究承压水压与煤层陷落柱位置这两种因素对陷落柱突水的影响,在分析固流耦合数学模型的基础上,利用数值模拟软件FLAC3D,以双柳矿地质条件为背景,分别对3 MPa和5 MPa承压水压下开采上、下两组煤4种情况进行模拟,分析陷落柱及其周边围岩的渗流-塑性破坏耦合场、应力场和位移场的变化。结果表明：随着工作面推进至接近陷落柱,工作面前方集中应力场与柱体周边应力场发生耦合,并出现应力集中,当水压为5 MPa开采上组煤时应力集中系数最大,最容易形成突水危险区域;当上组煤工作面距离陷落柱为30m时,陷落柱渗流场与集中应力场开始连通,在开采下组煤时这一距离比上组煤扩大15~20 m;煤层底板随工作面推进发生压缩-膨胀周期变化,引起拉伸、剪切破坏。 展开更多

关键词 安全工程 带压开采 岩溶陷落柱 突水影响因素 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

渗流作用下岩溶陷落柱侧壁突水的临界水压解析解 被引量：1

14

作者 鲁海峰 姚多喜 +1 位作者 郭立全 温亮 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期498-504,共7页

在陷落柱侧壁突水研究中引入厚壁筒力学模型,将陷落柱侧壁煤柱视为多孔介质,考虑地下水的渗流体积力,应用摩尔库伦强度理论和弹塑性力学模型,推导出煤柱弹塑性状态应力解析式,以及煤柱内塑性区半径与水压力的关系表达式,同时编程试算出... 在陷落柱侧壁突水研究中引入厚壁筒力学模型,将陷落柱侧壁煤柱视为多孔介质,考虑地下水的渗流体积力,应用摩尔库伦强度理论和弹塑性力学模型,推导出煤柱弹塑性状态应力解析式,以及煤柱内塑性区半径与水压力的关系表达式,同时编程试算出陷落柱侧壁突水的临界水压力。在此基础上,分析了煤柱孔隙率、煤柱抗剪强度参数以及煤柱宽度等因素对陷落柱侧壁突水的临界水压力的影响规律。研究结果表明:1煤柱能够承受的临界水压随着煤柱孔隙率的增加而降低,故当煤柱裂隙发育时,不考虑渗流力的结果将偏于安全;2煤柱宽度越大、抗剪强度越高,则临界水压越大,陷落柱侧壁突水的危险性越低;3可通过注入水泥浆液减小煤柱孔隙率和提高煤柱强度来防止陷落柱侧壁突水,同时可减少煤柱的留设宽度,对减少煤炭损失有着重要意义。 展开更多

关键词 岩溶陷落柱 渗流作用 煤柱孔隙率 突水事故 厚壁筒模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

浅析煤矿中的水灾害防治 被引量：21

15

作者 张海鹏 《中国安全生产科学技术》 CAS 2008年第5期100-103,共4页

水灾害是煤矿生产一大安全隐患,煤矿区地质构造复杂,查清煤矿区水灾害发生的原因,加强政府部门及煤矿企业的管理,做好防治水害工作,确保矿山安全生产具有重大的社会和经济效益。

关键词 煤矿 水灾害 防治水措施

在线阅读 下载PDF 职称材料

新版《煤矿安全规程》(防治水部分)修订要点解读与讨论 被引量：13

16

作者 尹尚先 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第7期139-143,共5页

为更好理解新版《煤矿安全规程》中有关防治水条款的修订情况,依据总体修订原则,按照"坚持以人为本、强化企业主体、夯实基础地位、吸取事故教训、严格工作程序、体现科技进步"六项防治水条款修订原则,重点梳理了修订后的内... 为更好理解新版《煤矿安全规程》中有关防治水条款的修订情况,依据总体修订原则,按照"坚持以人为本、强化企业主体、夯实基础地位、吸取事故教训、严格工作程序、体现科技进步"六项防治水条款修订原则,重点梳理了修订后的内容。同时分析说明了"顶板含水层下采煤不属于带压开采范畴",提出第302条中带压开采应仅针对承压含水层上采煤时的底板带压开采;指出了《煤矿防治水规定》附录四、附录五有关安全隔水层厚度计算存在矛盾,从理论上分析论证了斯列萨列夫公式与突水系数公式分别适用于掘进巷道工作面与回采工作面安全隔水层厚度计算评价,突水系数公式适用于回采工作面且底板隔水层厚度小于50 m的情况。 展开更多

关键词 矿井水防治 带压开采 隔水层厚度 突水系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

防止岩溶陷落柱突水的煤柱合理尺寸研究 被引量：5

17

作者 翟英达 《太原理工大学学报》 CAS 2000年第2期197-199,共3页

根据岩溶陷落柱突水的力学机理 ,分析了防突煤柱合理尺寸计算的影响因素 ;利用岩石强度理论得到了防突煤柱保持稳定所要求的最小尺寸计算公式。

关键词 突水 防突煤柱 煤矿 合理尺寸 岩溶陷落柱突水

在线阅读 下载PDF 职称材料

龙口矿区海下采煤导水通道类型及防水措施 被引量：7

18

作者 王文波 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第5期112-115,共4页

为确保海下采煤安全,防止海水溃入井下,研究了龙口矿区海下采煤的导水通道类型,主要有构造裂隙类导水通道、采动导水裂隙带通道、封闭不良钻孔造成的通道、海域煤层露头带安全煤(岩)柱留击穿形成的导水通道4种类型。这些潜在的导水通道... 为确保海下采煤安全,防止海水溃入井下,研究了龙口矿区海下采煤的导水通道类型,主要有构造裂隙类导水通道、采动导水裂隙带通道、封闭不良钻孔造成的通道、海域煤层露头带安全煤(岩)柱留击穿形成的导水通道4种类型。这些潜在的导水通道在采矿活动及动水压力等因素作用下,成为诱发海水溃入的主要途径。分析了不同导水通道结构特征和影响因素,提出了相应的探测方法及防治水技术措施。 展开更多

关键词 海下采煤 导水通道 充水水源 突水防治 防水煤(岩)柱

在线阅读 下载PDF 职称材料

带压开采底板破坏因素分析及突水预测研究 被引量：18

19

作者 杜伟升 姜耀东 高林涛 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第6期112-117,130,共7页

为有效防治采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论及经验公式分析总结了底板破坏的影响因素,并将其分为赋存因素与开采设计因素。以上孔煤业15号煤层为研究背景,选取隔水层厚度、底板水压、煤厚及工作面斜长作为主控因素,建立了"... 为有效防治采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论及经验公式分析总结了底板破坏的影响因素,并将其分为赋存因素与开采设计因素。以上孔煤业15号煤层为研究背景,选取隔水层厚度、底板水压、煤厚及工作面斜长作为主控因素,建立了"赋存-采动"多因素组合模型,利用FLAC3D模拟了不同因素组合下底板垂直应力及塑性区分布规律。结果表明:采动破坏带深度对工作面宽度的变化十分敏感;隔水层厚度及底板水压则对承压水导升带范围起控制作用,且隔水层厚度影响更大;采厚的波动对底板破坏影响微弱。首次提出了等效破坏深度的概念,并将其应用于突水系数法中,预测了15号煤层带压开采突水危险,并建议降低工作面宽度、在煤壁及工作面前方等采场边缘处加强探放水以预防突水。 展开更多

关键词 带压开采 底板破坏深度 等效破坏深度 突水预测 底板水防治

在线阅读 下载PDF 职称材料

上行重复采动底板采空区突水及开采稳定性理论分析 被引量：3

20

作者 马凯 杨天鸿 +4 位作者 赵永 刘一龙 高源 侯俊旭 邓文学 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期37-46,共10页

下煤层积水采空区上采用“上垮-下柱”方式复采上煤层带来严重的安全稳定性与底板采空区突水问题。将下煤层煤柱群与承压性空区积水联合支撑的蹬空覆岩简化为半无限平面体,建立合理的力学模型,通过弹性力学求解,得到蹬空覆岩的应力场分... 下煤层积水采空区上采用“上垮-下柱”方式复采上煤层带来严重的安全稳定性与底板采空区突水问题。将下煤层煤柱群与承压性空区积水联合支撑的蹬空覆岩简化为半无限平面体,建立合理的力学模型,通过弹性力学求解,得到蹬空覆岩的应力场分布。引入Mohr-Coulomb准则,极值求解得到顶板覆岩最大破坏高度,再结合上煤层开采底板破坏深度,分析重复采动层间岩层稳定性状态,并提出了相应的判别指标。考虑层间隔水控制层与水头损耗,提出不同层间岩层稳定性状态下的突水判据,并揭示水平构造应力对重复开采稳定性的作用。兼顾重复采动稳定性、底板采空区突水、煤柱承载稳定性,给出不同工况条件下的评价方法与防治措施,包括合理的疏水降压措施与煤柱“柱旁充填”指标。研究结果表明:顶板应力场与采深、水平地应力、煤柱宽度、单个空区跨度、空区水压有关,采空区顶板破坏形态大致为“波浪形”;当安全系数T≥1,重复开采稳定性较差,未采取措施不易在上煤层采用长壁式垮落法开采;水压越大,可减轻煤柱承载,并使煤柱处于高围压条件下,煤柱稳定性较高,但高水压又易发生底板采空区突水;煤柱宽度越大,承担的平均支撑力越小,σ_(y)应力峰值越低,层向分布波动越小,σ_(x)应力同样越小,顶板与煤柱越不易发生破坏;侧压力系数大于1且越大,可有效提高上行重复开采的可行性;疏水降压后的水压值p_(1)需同时满足可规避突水与煤柱失稳的条件,即p_(m)<p_(1)<max(p_(f),h_(d)/100+p_(max)),否则需对积水完全疏放,后按照“柱旁充填”尺寸指标W_(m0)对空区进行柱旁充填。研究可为积水采空区上采用“上垮-下柱”安全复采上煤层、防止底板采空区突水、提高资源采出率及减少资源浪费提供有益指导。 展开更多

关键词 上行重复采动 底板采空区突水 开采稳定性 煤柱 防治措施 评价指标

在线阅读 下载PDF 职称材料