富水沟谷区浅埋煤层导水裂隙演化特征

TD82; 富水沟谷区域下浅埋煤层赋存条件特殊,采场上覆岩层导水裂隙发育演化特征复杂.为了揭示沟谷区浅埋煤层在回采扰动作用下覆岩裂隙演化规律,以朱家峁煤矿 1305-2工作面过沟谷区回采阶段为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟与现场效果验证的方法,建立了覆岩裂隙-渗流场概念模型,开展了覆岩结构发育与微震能量演化研究,分析了覆岩变形与塑性破坏分布特征,提出了针对沟谷区下浅埋煤层导水裂隙防治措施,并应用于现场工程实践.结果表明:开采扰动下裂隙-渗流场模型呈"梯台"结构,并依次划分为初渗区域、稳渗区域、紊渗区域 3个区域;将所研究矿井的工况数据代入模型结构,计算出各个...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 52; no. 4; pp. 1 - 11
Main Authors 来兴平, 乔浩, 单鹏飞, 吴龙泉, 朱浩宇, 赵浩州, 戴自强
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安 710054%西安科技大学能源学院,陕西西安 710054 2024
西安科技大学能源学院,陕西西安 710054
Subjects
development morphology
shallow coal seam
mining in loess gully area
沟谷区开采
浅埋煤层
发育形态
fissure treatment
覆岩裂隙
overlying rock fissure
裂隙治理
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Summary:TD82; 富水沟谷区域下浅埋煤层赋存条件特殊,采场上覆岩层导水裂隙发育演化特征复杂.为了揭示沟谷区浅埋煤层在回采扰动作用下覆岩裂隙演化规律,以朱家峁煤矿 1305-2工作面过沟谷区回采阶段为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟与现场效果验证的方法,建立了覆岩裂隙-渗流场概念模型,开展了覆岩结构发育与微震能量演化研究,分析了覆岩变形与塑性破坏分布特征,提出了针对沟谷区下浅埋煤层导水裂隙防治措施,并应用于现场工程实践.结果表明:开采扰动下裂隙-渗流场模型呈"梯台"结构,并依次划分为初渗区域、稳渗区域、紊渗区域 3个区域;将所研究矿井的工况数据代入模型结构,计算出各个渗透区域范围,并根据计算结果对矿井的稳渗区域采取注浆措施.工作面回采至沟谷区段,覆岩裂隙域形态呈现"拱形-梯形-复合梯形"的扩展演化特征,裂隙纵向发育高度达到 163 m,并与沟谷区地表贯通.随工作面推进,地表裂隙依次经历"滑移-挤压-撕裂"过程;沟谷区域位移云图呈现出滞后开采"高位梯形"破断形态,在沟底处下沉位移最大,达 3.47 m.针对开采导致的裂隙大范围扩展贯通,提出在地面进行采动裂缝注浆处理,在工作面上覆岩层进行注浆封堵,实现过沟谷区开采"井上-井下"联合防治,保证安全开采.该研究结果可为浅埋煤层的过沟谷区开采、采动裂隙防治及富水区"保水采煤"提供新的科学依据.
ISSN:0253-2336
DOI:10.12438/cst.2023-1985