特厚煤层分层综放开采断层-离层耦合溃水机理

论文摘要

为了研究在复杂条件下断层-离层耦合溃水的机理及制定相应的防治水措施,在分析了老虎台井田地质、水文地质和开采条件的基础上,结合水害事故,采用数值模拟和相似材料模拟两种方法,对特厚煤层分层综放开采工作面"两带"发育高度、断层和离层空间形成特征进行了定量化研究,工作面回采后的冒采比和裂采比分别为4. 98～5. 42和7. 10～7. 30;断层空间形态和大小主要受到断层落差和与工作面距离影响;离层空间主要形成于不同岩性接触面附近。基于工作面顶板断层和离层空间形成、充水和溃水过程分析,揭示了断层-离层耦合溃水机理:上分层工作面回采导致覆岩中产生断层和离层空间,在接受含水层的持续补给后形成断层和离层水体,下分层工作面回采产生的垮落带波及至水体后发生溃水事故,与以往断层水害和离层水害相比,具有以下特点:断层和离层同时作为水害事故的充水水源和导水通道;垮落带是导致水害发生的主要因素;水害的孕育和发生分别在不同的工作面。针对水害特点提出了相应的防治水方案,首先对研究区进行水害威胁程度分区,受水害威胁轻及较轻区域的煤炭资源可以正常回采,受水害威胁较重及重区域的煤炭资源必须采取以下措施方可回采:注浆充填已形成的断层和离层空间,疏放已形成的断层和离层水体,减少工作面回采对覆岩中断层和离层水体的扰动。根据典型工作面的安全回采,初步验证了溃水机理的正确性和防治水方案的可靠性,下一步将根据井上、下工程验证,补充和完善防治水措施。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 马莲净,赵宝峰,徐会军,曹海东

关键词: 特厚煤层,分层综放开采,数值模拟,相似材料模拟,溃水机理

来源: 煤炭学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 长安大学环境科学与工程学院,长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,中煤科工集团西安研究院有限公司,国家能源投资集团有限责任公司

基金: 国家重点研发计划资助项目(2016YFC0501104),中煤科工集团西安研究院面上基金资助项目(2016XAYMS10)

分类号: TD745

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0593

页码: 567-575

总页数: 9

文件大小: 1005K

下载量: 204

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