突水溃沙通道分区及发育高度研究

发布时间：2018-11-22 10:51

【摘要】：根据浅埋煤层不同基岩厚度所面临的突水溃沙灾害威胁程度差异,须对不同溃沙通道类型进行科学划分,并提出突水溃沙灾害配套的专有名词,为制定针对性的灾害防治措施提供可靠的理论依据。鉴于导水裂缝带是从顶板水害防治角度提出的概念,对于新时期条件下的水砂溃涌灾害问题已经无法适用,因此必须寻求一种基于水砂溃涌灾害防治要求的新概念,通过对其发育规律及高度的研究,为揭示顶板突水溃沙机理奠定基础。据此,通过相似模拟分析了浅埋煤层覆岩破坏特征,将浅埋煤层开采后的覆岩发育形态自上而下划分为网络性裂缝带和冒落性裂缝带,自外向内划分为贯通性裂缝区和方向性裂缝区,即竖"两带"、横"两区",并从防治突水溃沙灾害角度出发,提出了导水沙裂缝带的概念;同时依据物理模拟实验结果建立了"导水沙拱"力学模型,运用结构力学、岩体力学和散体力学对导水沙裂缝带高度进行了理论推导,在得出4个解后,将涉及到的各参数取值区间代入到4个解中,最终确定导水沙裂缝带高度计算公式并,该成果为突水溃沙灾害防治体系提供了一定的理论依据,有效指导该类灾害的防治工作。
[Abstract]:According to the difference of the threat degree of water and sand bursting disaster in shallow coal seam with different bedrock thickness, it is necessary to scientifically divide the different sand burst channel types, and put forward the proper term for supporting water and sand burst disaster. It provides a reliable theoretical basis for the establishment of targeted disaster prevention and control measures. Since the concept of water-conducting fracture zone is put forward from the point of view of roof water hazard prevention and control, it is no longer applicable to the problem of water-sand burst disaster in the new period. Therefore, we must seek a new concept based on the requirement of water-sand burst disaster prevention and control. Through the study of its development law and height, it lays a foundation for revealing the mechanism of roof water and sand bursting. On the basis of this, the failure characteristics of overburden rock in shallow coal seam are analyzed by similarity simulation. The overburden development pattern after mining in shallow coal seam is divided from top to bottom into network fracture zone and caving fracture zone. It is divided into two parts: vertical "two zones" and horizontal "two zones". The concept of water-conducting sediment fracture zone is put forward from the point of view of preventing and controlling the disaster of water and sand bursting. At the same time, based on the results of physical simulation experiment, a mechanical model of "water-conducting sand arch" is established. The height of water-conducting sand fracture zone is derived theoretically by using structural mechanics, rock mechanics and bulk mechanics, and four solutions are obtained. The values of the parameters involved are added to the four solutions, and the formula for calculating the height of the water-conducting sand fracture zone is finally determined. The results provide a certain theoretical basis for the prevention and control system of the water-inrush sand burst disaster, and effectively guide the prevention and control work of this kind of disaster.
【作者单位】：中国煤炭科工集团西安研究院有限公司水文所;西安科技大学建筑与土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金青年科学基金项目(41402265) 中煤科工集团西安研究院创新基金项目(2013XAYCX08) 中国煤炭科工集团有限公司科技创新面上项目(214MS02)
【分类号】：TD745

【参考文献】

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【共引文献】

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