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题名承压水体上煤层底板下位隐伏断层采动突水机制研究
被引量：23
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作者
张玉军
张志巍
肖杰
李友伟
于秋鸽
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机构
中煤科工开采研究院有限公司
天地科技股份有限公司开采设计事业部
煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
煤炭科学研究总院
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期283-291,共9页
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基金
国家自然科学基金面上基金资助项目(51874177,52174079)
天地科技创新基金资助项目(KJ-KCQN-03)。
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文摘
由于煤层底板隐伏断层分布广、数量多、隐蔽性强且不易探测的特点,使得底板隐伏断层活化突水成为深部开采突水的主要形式之一。根据底板隐伏断层发育规模及空间位置条件,总结提出了底板沟通隐伏性断层突水、上位隐伏性断层突水及下位隐伏性断层突水3种模式。针对承压水体上煤层底板下位隐伏断层底板突水模式,通过力学分析、底板突水相似模拟及FLAC3D数值拟研究了煤层回采过程中底板空间采动应力变化规律、隐伏断层扩展及突水通道演化过程。研究结果表明:近煤层底板采动岩体随工作面推进,经历压缩-卸荷-恢复过程,形成采动破坏带,底板空间采动应力状态以工作面为分界线呈现水平“S”型分布形态;采动-水压-隐伏断层作用下,隐伏断层将对采动应力随工作面移动起到阻隔作用;隐伏断层顶部受矿压-水压作用的破坏程度时机更早、程度更严重,更易诱发导水裂隙发育,隐伏断层原生裂隙扩展并向逆工作面推进方向上方发育,与采动破坏带沟通形成突水通道;采动承压水导升运移与采动裂隙发育紧密相关,采动承压水导升强度及强渗流区范围随工作面推进渐进发展,底板隐伏断层采动突水先出现隐伏断层上方采空区,突水量随工作面推进渐进增加。在将含隐伏断层底板采动空间划分为隐伏断层采动活化区、阻隔水区和采动影响区的基础上,揭示了承压水上底板下位隐伏断层突水机制。
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关键词
隐伏断层
突水机制
底板突水
深部开采
采动-水压作用
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Keywords
floor concealed fault
water inrush mechanism
numerical simulation
physical simulation
Mining-water pressure action
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分类号
TD745
[矿业工程—矿井通风与安全]
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