软弱薄基岩裂隙发育特征及抑突(溃)机理
发布时间：2021-11-04 09:12
为探究西部地区软弱薄基岩覆盖下的厚煤层在开采时覆岩破坏的裂隙发育规律,以及该区在开采后突水溃沙的规律、机理等,在分析软弱薄基岩厚煤层开采覆岩裂隙发育规律的基础上,结合实际生产经验,对伊犁煤田突水溃沙抑制机理进行了研究。结果表明:工作面推采方向超前80～85m出现弧形地面张性斑裂,主斑裂纹与次斑裂纹的间距分别为10m和2m左右;导水裂隙带在软弱薄基岩下厚煤层开采时发育高度变化差异较小;伊犁煤田开采时涌水量小于30m3/h,突水溃沙情况受到了抑制,主要由于顶板岩性软弱,无法形成较大的岩块、空隙、空洞,随采随冒且采动裂隙被迅速压实、上覆地层含水层十分松散,裂隙进入之后不能再继续发展、在低水压时涌出物填充裂隙等原因。该研究成果对西部软弱薄基岩厚煤层开采顶板水害防治,以及地表生态环境保护具有意义。
【文章来源】：安徽理工大学学报(自然科学版). 2020,40(03)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
软弱薄基岩下厚煤层开采斑裂纹平面图
由图1中照片可以看出,地面的斑裂纹明显,结合平面图可以看到,主要斑裂纹发育间距10m左右(与周期来压步距基本一致),有漏风渗水现象。在主斑裂纹之间,发育了方向一致,但角度不一的斜交雁列式次级剪切裂纹斑裂纹,间距2m左右。这是由于在地面推采过程中,对顶板造成影响,间接导致地面出现斑裂及塌陷的现象。由于伊犁煤田的煤炭开采是基于软弱薄基岩下进行的,这种现象更加明显,最大沉降值约为煤层开采厚度的0.6～0.9倍,开采结束2～3个月后基本稳定。图2为软弱薄基岩下厚煤层开采斑裂纹剖面图,其中,一般在工作面推采前方平行推采方向超前80～85 m就出现弧形地面张性斑裂,由于开采深度约为-100～-130m,其α为50°～60°。
式中:Hli为导水裂隙带的高度,∑M为累积的采厚。基于此,计算了伊犁煤田某矿区导水裂隙带发育高度,如图3所示。可以看出,导水裂隙带在该区发育高度差异不大,仅在中部及东南部区域较高,为20、22m范围内,说明在软弱薄基岩下厚煤层开采时导水裂隙带发育高度变化差异较小。3 突水溃沙抑制机理
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆哈密大南湖矿区七号矿井3煤顶板突水危险性预测[J]. 高海涛,冯光俊,刘景,吴晓军. 科学技术与工程. 2019(25)
[2]采动覆岩裂隙发育变化规律研究[J]. 赵磊. 能源与环保. 2019(07)
[3]采动覆岩导水裂隙带发育高度研究进展[J]. 徐树媛,张永波,时红,陈军锋. 科学技术与工程. 2018(34)
[4]薄基岩浅埋煤层覆岩采动裂隙发育规律研究[J]. 肖乐乐,王子昂,魏久传,牛超,李识博,张慧婷. 煤炭技术. 2018(09)
[5]新疆库车县榆树泉煤矿导水裂隙带实测方法及验证[J]. 彭雪梅. 内蒙古煤炭经济. 2016(23)
[6]Dynamic evolution characteristics of mining-induced fractures in overlying strata detected by radon[J]. ZHANG Wei~(1,*) ZHANG Dongsheng~(1,2) MA Liqiang~1 WANG Xufeng~1 FAN Gangwei~1 ~1State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,School of Mines,China University of Mining & Technology,Xuzhou 221116,China ~2College of Geology and Exploration Engineering,Xinjiang University,Urumchi 830046,China. Nuclear Science and Techniques. 2011(06)
[7]潘谢矿区导水裂隙带发育高度与采厚关系回归分析[J]. 李洋,李文平,刘登宪. 地球与环境. 2005(S1)
[8]采场“砌体梁”结构的关键块分析[J]. 钱鸣高,缪协兴,何富连. 煤炭学报. 1994(06)
[9]综放采场顶煤变形运动规律研究[J]. 靳钟铭,张惠轩,宋选民,康天合. 矿山压力与顶板管理. 1992(01)
[10]采场围岩复合拱力学结构探讨[J]. 曹树刚. 重庆大学学报(自然科学版). 1989(01)
博士论文
[1]陕北侏罗系煤层开采导水裂缝带动态演化规律研究及应用[D]. 刘瑜.中国矿业大学 2018
[2]新疆巨厚煤层开采覆岩活动规律及其控制研究[D]. 许猛堂.中国矿业大学 2014
硕士论文
[1]潘谢矿区深部裂隙发育规律及A组煤底板突水危险性评价[D]. 蔡梦雅.安徽理工大学 2018
本文编号：3475438
【文章来源】：安徽理工大学学报(自然科学版). 2020,40(03)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
软弱薄基岩下厚煤层开采斑裂纹平面图
由图1中照片可以看出,地面的斑裂纹明显,结合平面图可以看到,主要斑裂纹发育间距10m左右(与周期来压步距基本一致),有漏风渗水现象。在主斑裂纹之间,发育了方向一致,但角度不一的斜交雁列式次级剪切裂纹斑裂纹,间距2m左右。这是由于在地面推采过程中,对顶板造成影响,间接导致地面出现斑裂及塌陷的现象。由于伊犁煤田的煤炭开采是基于软弱薄基岩下进行的,这种现象更加明显,最大沉降值约为煤层开采厚度的0.6～0.9倍,开采结束2～3个月后基本稳定。图2为软弱薄基岩下厚煤层开采斑裂纹剖面图,其中,一般在工作面推采前方平行推采方向超前80～85 m就出现弧形地面张性斑裂,由于开采深度约为-100～-130m,其α为50°～60°。
式中:Hli为导水裂隙带的高度,∑M为累积的采厚。基于此,计算了伊犁煤田某矿区导水裂隙带发育高度,如图3所示。可以看出,导水裂隙带在该区发育高度差异不大,仅在中部及东南部区域较高,为20、22m范围内,说明在软弱薄基岩下厚煤层开采时导水裂隙带发育高度变化差异较小。3 突水溃沙抑制机理
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆哈密大南湖矿区七号矿井3煤顶板突水危险性预测[J]. 高海涛,冯光俊,刘景,吴晓军. 科学技术与工程. 2019(25)
[2]采动覆岩裂隙发育变化规律研究[J]. 赵磊. 能源与环保. 2019(07)
[3]采动覆岩导水裂隙带发育高度研究进展[J]. 徐树媛,张永波,时红,陈军锋. 科学技术与工程. 2018(34)
[4]薄基岩浅埋煤层覆岩采动裂隙发育规律研究[J]. 肖乐乐,王子昂,魏久传,牛超,李识博,张慧婷. 煤炭技术. 2018(09)
[5]新疆库车县榆树泉煤矿导水裂隙带实测方法及验证[J]. 彭雪梅. 内蒙古煤炭经济. 2016(23)
[6]Dynamic evolution characteristics of mining-induced fractures in overlying strata detected by radon[J]. ZHANG Wei~(1,*) ZHANG Dongsheng~(1,2) MA Liqiang~1 WANG Xufeng~1 FAN Gangwei~1 ~1State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,School of Mines,China University of Mining & Technology,Xuzhou 221116,China ~2College of Geology and Exploration Engineering,Xinjiang University,Urumchi 830046,China. Nuclear Science and Techniques. 2011(06)
[7]潘谢矿区导水裂隙带发育高度与采厚关系回归分析[J]. 李洋,李文平,刘登宪. 地球与环境. 2005(S1)
[8]采场“砌体梁”结构的关键块分析[J]. 钱鸣高,缪协兴,何富连. 煤炭学报. 1994(06)
[9]综放采场顶煤变形运动规律研究[J]. 靳钟铭,张惠轩,宋选民,康天合. 矿山压力与顶板管理. 1992(01)
[10]采场围岩复合拱力学结构探讨[J]. 曹树刚. 重庆大学学报(自然科学版). 1989(01)
博士论文
[1]陕北侏罗系煤层开采导水裂缝带动态演化规律研究及应用[D]. 刘瑜.中国矿业大学 2018
[2]新疆巨厚煤层开采覆岩活动规律及其控制研究[D]. 许猛堂.中国矿业大学 2014
硕士论文
[1]潘谢矿区深部裂隙发育规律及A组煤底板突水危险性评价[D]. 蔡梦雅.安徽理工大学 2018
本文编号：3475438
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