承压含水层上开采急倾斜煤层底板突水规律研究

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煤矿遍布全国各地,煤炭在地下的赋存条件也千差万别,而这其中急倾斜煤层(煤层倾斜角度大于45°的煤层)分布较为广泛,并且随着开采规模的扩大,越来越多的矿井已经开始开采急倾斜煤层,而其中很多的急倾斜煤层受底板承压水的威胁,所以研究急倾斜煤层底板突水规律,对于开采急倾斜煤层预防底板突水具有十分重要的意义。本文采用理论分析、数值模拟相结合的手段,从开采煤层引起巷道及工作面周围岩体受力变化和承压含水层的水压对底板岩体共同作用的角度出发,对承压含水层上开采急倾斜煤层导致工作面底板岩层的变形破坏特征、突水规律进行了系统的研究,研究内容及成果如下:(1)分析采动矿压作用下采场围岩应力分布、底板裂隙发育、采空区底板破碎带深度、工作面前方煤壁破坏区等规律;从沿煤层倾向和沿煤层走向两方面入手分析煤层角度、工作面长度和工作面推进距离对急倾斜煤层开采时的底板破坏特征及突水的影响。(2)针对承压含水层上急倾斜煤层的开采特点,利用FLAC3D数值计算软件,建立了承压含水层上急倾斜煤层工作面走向长壁开采底板三维流固耦合数值计算模型,模拟分析了急倾斜煤层不同煤层角度、开采时的不同工作面宽度布置以及随着工作面推进距离的变化时,沿煤层倾斜方向和煤层走向底板岩体垂直应力、塑性破坏区、底板位移变化等规律。(3)根据理论分析及模拟得出结论,针对承压含水层上开采急倾斜煤层预防底板突水提出相对应的防治措施。
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