山西省老空突水的水文地质结构模式与致灾机制

发布时间：2020-05-22 04:34

【摘要】：论文以山西省老空突水事故案例为背景,在统计了2000~2018年间较大事故案例的基础上,对其进行了规律总结。提出按水害空间位置、岩层组合关系及致灾机制等的不同,对老空水水害进行类型划分。为了阐明不同水害类型模式间的差异性,文章从老空水的动力学特征、通道演化及致灾机制三个方面,选取典型老空水害类型进行分析、研究和讨论。通过构建“水库模型”对“隔离型”老空水害的水压(P)~流速(v)关系方程进行了理论推导;为验证P~v关系曲线的正确性,选取代表性矿区进行老空放水试验,获取了实际P~v曲线。对实际P~v曲线与理论P~v曲线进行了分析比较,并认为实际P~v曲线与理论P~v曲线总体趋势一致,但有一定程度偏离。根据实际P~v曲线形态,推断验证了“隔离型”老空突水流态存在由“有压管道非恒定流”向“有压管道似恒定流”转换的过程。运用了FLAC~(3D)数值模拟方法,对“隔离型”老空突水充水条件下的通道演化进行了模拟。模拟结果显示,采空区在充水条件下的塑性破坏区范围会增大;“隔离煤柱”型老空水害的渗透破坏作用以煤柱为主,“隔离挡墙”型老空水害的渗透破坏作用以挡墙围岩及底板破坏为主。以姜家湾、漳村矿突水事故案例为典型,采用探究调查、分析计算的方法对“顶板采空区”型及“隔离煤柱”型老空水害的致灾机制进行了分析。认为姜家湾突水事故的原因为,8#煤顶板垮落带与7#煤底板破坏带贯通了8#煤与7#煤间的隔水层厚度,导致7#煤采空区积水溃入。认为漳村矿突水事故的原因是,耀北矿越界开采的老空区在闭井后,老空水压不断升高。同时隔离煤柱受老空水浸水弱化,造成煤柱的隔水抗压能力不足,最终导致突水事故发生。
【图文】：

山西王家岭矿北翼盘区 101 回风顺槽发生老窑突水事故（图 1-1 和，造成了 150 余人被困、38 人死亡，直接经济损失 4937.29 万元的特大事故[7]；又如，2011 年 9 月 16 日，，中煤集团山西朔州山阴金海洋元宝限公司6103回风顺槽掘进工作面发生一起重大突水事故，造成11人死亡济损失 960 万元重大安全生产事故（见表 1-1）。

技术路线图
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD745.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈上元;杜斌斌;郭志飚;王炀;;构造破碎带巷道破坏机理分析及控制技术[J];煤炭科学技术;2015年09期

2 ;国务院安委会办公室关于山西省同煤集团姜家湾煤矿“4·19”水害事故的通报[J];国家安全生产监督管理总局国家煤矿安全监察局公告;2015年05期

3 邓奇根;王燕;刘明举;魏俊杰;;2001～2013年全国煤矿事故统计分析及启示[J];煤炭技术;2014年09期

4 张志龙;;矿井水致灾条件与致灾机理分析及应用[J];煤炭科学技术;2013年S2期

5 武强;赵苏启;孙文洁;崔芳鹏;吴晨;;中国煤矿水文地质类型划分与特征分析[J];煤炭学报;2013年06期

6 陈崇希;;无界含水层抽水井可否使用“影响半径”稳定井流公式——对朱大同教授“讨论”的回复[J];水利学报;2013年05期

7 武强;崔芳鹏;赵苏启;刘守强;曾一凡;谷亚威;;矿井水害类型划分及主要特征分析[J];煤炭学报;2013年04期

8 陶勇;;冲击地压致灾因素及防控技术研究与探讨[J];山东煤炭科技;2012年06期

9 赵杰;刘鹏;;拱形巷道支护理论及其应用[J];中国高新技术企业;2012年12期

10 薛禹群;;关于稳定井流模型和Dupuit公式的讨论——对陈崇希教授“商榷”一文的答复[J];水利学报;2011年10期

本文编号：2675450