【摘 要】
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两淮矿区广泛分布有高承压富水厚松散层,在此条件下开采,松散层下基岩风化带内原生裂隙异常发育,容易形成连通上覆松散含水层和下部基岩的“下行裂隙”。同时,高水压作用下的煤层采动极易破坏原有的顶板岩层结构,使原有顶板岩层发生断裂破坏,从而形成自下而上的贯穿裂隙,称“上行裂隙”。在“上、下行裂隙”充分发育条件下,裂隙带极易沟通上部松散含水层,从而导致顶板水害的发生。因此,研究“双行裂隙”的产生机理以及发育
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两淮矿区广泛分布有高承压富水厚松散层,在此条件下开采,松散层下基岩风化带内原生裂隙异常发育,容易形成连通上覆松散含水层和下部基岩的“下行裂隙”。同时,高水压作用下的煤层采动极易破坏原有的顶板岩层结构,使原有顶板岩层发生断裂破坏,从而形成自下而上的贯穿裂隙,称“上行裂隙”。在“上、下行裂隙”充分发育条件下,裂隙带极易沟通上部松散含水层,从而导致顶板水害的发生。因此,研究“双行裂隙”的产生机理以及发育特征,为两淮煤田今后的安全开采以及提高矿井经济效益提供了良好的理论基础,具有较好的应用前景。本文主要取得以下成果:（1）本文立足于两淮矿区,在分析两淮矿区松散层水文地质特征的基础上,着重分析了祁东煤矿松散层含隔水层特征。通过分析祁东煤矿多次松散层突水事故,总结出了两淮矿区极易发生煤层顶板覆岩松散层突水的一般条件。（2）通过理论分析得出了“上行裂隙”的发育机理,并对其发育异常行作出了分析。结合祁东煤矿7131工作面地质条件,运用FLAC3D软件模拟不同水压下“上行裂隙”发育高度。结果从初始发育值的39.58m,逐步增大至5MPa水压下的59.88m。裂采比也随着水压的增大从13逐渐增大到19。通过简易水文观测、彩色钻孔电视法对祁东煤矿“上行裂隙”发育高度进行测试,71煤、32煤综采中硬覆岩裂采比分别达到20.7～34.1、15.3～28.1,远大于其他煤矿。（3）通过理论分析得出了“下行裂隙”的发育机理,并以数值模拟方法模拟了丁集煤矿1121（3）工作面的采动情况,通过分析松散层下风化带内应力场的以及塑性破坏区的变化,证实了“下行裂隙”的存在。通过高水压下裂隙渗透性试验得出风化细砂岩试件的渗透系数增加幅度最大。“下渗带”形成路径深度与压水钻孔水压值满足正比例关系。通过测井证明了基岩风化带原生裂隙含水,而现场实测结果得到“下渗带”形成路径深度与压水钻孔水压值存在正比例关系。（4）通过对“上、下行裂隙”发育高度的理论推导,提出了“双行裂隙”模型。在以祁东煤矿7114、7122、3222、7130工作面为样本的突水危险性评价中,“三下”规程经验公式计算导水裂隙带发育高度仅有一个工作面判定结果与实际相符,而“双行裂隙”模型判定结果全部符合实际情况。表明该模型在实际矿井生产中具有一定的借鉴指导意义。图[36]表[10]参[101]
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