特厚煤层分层综放开采断层-离层耦合溃水机理
马莲净1
赵宝峰2
徐会军3
曹海东2
1.长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710054;长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,陕西西安7100542.中煤科工集团西安研究院有限公司 陕西西安7100543.国家能源投资集团有限责任公司,北京,100011
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-离层耦合渍水机理: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.
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
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0501104)国家自然科学基金(2016XAYMS10)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 567-575 )
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