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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
隔水关键层下不同开采尺寸对覆岩移动规律的影响研究
  • 作者

    刘英锋

  • 单位

    中煤科西安研究院(集团)有限公司陕西省煤矿水害防治技术重点实验室

  • 摘要
    导水裂隙带的高度是煤矿在“三下”开采时最关注的因素之一,为了探究隔水关键层下同开采尺寸与导水裂隙带发育高度之间的联系,以邵寨矿作为研究对象,通过变形分析法确定工作面上覆导水裂隙带发育的影响因素,采用数值模拟软件对邵寨煤矿2号煤层开采时不同长度下工作面回采后的覆岩垮落形态进行模拟。研究结果表明,2号煤层上覆厚65 m及112 m的隔水关键层为该煤层的导水裂隙带发育的抑制层,其都由中间一层较坚硬岩层作骨架,上下覆盖各一层软弱岩层而组成。导水裂隙带发育至抑制层时,抑制层抑制了导水裂隙带的纵向扩展,转而倾向于横向扩展,同时增加覆岩的垮落角,当垮落岩体范围超过抑制层的极限跨距时导水裂隙带便会倾向于向上发育扩展;不同切眼长度的工作面其覆岩的跨落仅发生在工作面开采空间范围内,对两侧60 m范围内的覆岩无明显影响;影响整体覆岩运移规律的因素主要为工作面的推进,而当工作面切眼长度小于180 m时,上覆岩层移动主要表现在延安组的垮落,而当切眼长度增加至220 m时,安定组岩层开始随工作面推进加速下沉,但并未完全垮落,切眼长度增加至300 m时,安定组及洛河组在工作面后方120 m处就已经完全垮落。研究结果可以指导矿井在保护隔水层的条件下,合理的设计工作面切眼长度,对于矿井水害防治有一定借鉴作用。
  • 关键词

    导水裂隙带变形分析法隔水关键层数值模拟

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(52104240);
  • 文章目录

    1 工程背景
    2 理论分析覆岩破坏情况的影响因素
    2.1 经验公式计算导水裂隙带高度
    2.2 变形分析法研究导高发育影响因素
    3 覆岩导水裂隙带发育高度数值模拟研究
    3.1 数值计算模型
    3.2 不同工作面跨度的覆岩导水裂隙带发育特征
    3.3 不同工作面跨度覆岩位移演化规律对比分析
    4 结论
  • DOI
  • 引用格式
    [1]刘英锋.隔水关键层下不同开采尺寸对覆岩移动规律的影响研究[J].能源与环保,2024,46(08):273-280.
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