采动覆岩"突水离层带"岩体结构演化致灾机理及突水预报方法

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 2; pp. 818 - 832
• Main Authors: 乔伟, 刘梦楠, 李连刚, 郭伟, 王启庆, 孟祥胜, 李小琴, 段中稳, 陈维池, 李文平
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116%安徽恒源煤电股份有限公司五沟煤矿,安徽淮北 235000%陕西永陇能源开发建设有限责任公司,陕西宝鸡721599%安徽省皖北煤电集团有限责任公司,安徽淮北235000%江苏建筑职业技术学院,江苏徐州 221116 01.02.2023
• Subjects: 致灾机理; "突水离层带"; 离层突水; 突水类型; 预报方法
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.XH22.1728

TD745; 离层水害是近年来我国东西部矿井较为常见且严重的水害类型,研究采动覆岩结构演化对揭示离层突水机理、灾害预测防治有着重要意义.为分析不同工程地质条件下离层突水演化机理,将可以产生采动覆岩离层涌水的离层水体及其上下位一定范围的岩层统称为"突水离层带".建立"突水离层带"采动岩体结构力学模型,根据上位岩层和下位隔水层破断规律,分析5种突水类型(采动覆岩离层静水压突水、采动覆岩离层动力突水、多煤层叠加开采离层突水、传统顶板导水裂隙涌水和离层积水不突水)的形成机制和力学条件,研究回采期间导水裂隙带时空演化与离层突水的关系;基于工作面开采条件、覆岩条件、突水离层带发育位置和微震监测,分析了离层突水形成条件,揭示了离层突水演化机理,并对永陇矿区崔木煤矿和招贤煤矿工作面开展了实例分析,提出了工作面离层突水预报方法.研究得出:①随着工作面推进,充水离层上位岩层和下位隔水层破断规律的差异是导致出现5种突水类型的根本原因;②只有在采高M和充水离层与煤层间距H处于某种特定关系下,才会满足形成"突水离层带"的基本条件,发生离层突水;③陕西崔木煤矿21306工作面离层突水主要是由上位岩层破断导致,突水期间高能量矿震(＞104 J)发生次数增多,微震日总能量和平均每次能量显著升高;而陕西招贤煤矿1304工作面离层突水是由下位隔水层破断导致,突水期间＜103 J矿震每日次数显著增多,对应矿震每日总次数升高而平均每次能量值减小.