采动诱发断层活化导水试验研究

发布时间：2018-07-15 13:46

【摘要】：华北地区深部开采矿井,高地应力作用下煤层采动诱发断层活化引起的承压水突涌是矿井水害的主要形式之一,借助相似材料模拟试验台,通过自主设计的试验装置和试验方法,以五沟煤矿F13断层为工程背景,研究承压水上煤层开采的覆岩运动破坏形态、底板裂隙发育扩展特征、断层带应力和结构演化规律,再现断层活化导水全过程。以工作面距断层带的距离为时间参照,采动诱发断层活化导水存在4个明显阶段:断层带应力超限屈服、断层带拉裂延展、两盘错动滑移、承压水导升。以承压水沿断层带的导升高度为基准,寻找承压水导升高度的相关性因素:工作面距断层带的距离与导升高度近似呈负线性关系;水压力、断层带宽度与导升高度具有正相关性,试验过程中水压力与导升高度的相关性呈现强-弱-强的变化趋势;根据试验结果和规律设计断层防水煤柱宽度为40 m,现场观察未出现明显突漏水现象、效果良好。研究成果对于揭示断层活化突水机制、指导矿井防治水具有一定的意义。
[Abstract]:In the deep mining mine in North China, one of the main forms of mine water damage is the burst of confined water caused by mining induced fault activation in coal seam under the action of high ground stress. With the F13 fault of Wugou coal mine as the engineering background, the failure pattern of overburden rock movement, the development and extension characteristics of floor fissure, the stress and structure evolution law of fault zone are studied through self-designed test device and test method. The whole process of fault activation and water conduction is reproduced. Taking the distance from the working face to the fault zone as a time reference, there are four obvious stages in the mining induced fault activated water conduction: the stress of the fault zone exceeds the limit of yield, the fault zone cracks and extends, the two plates slip, and the confined water conductance rises. Based on the elevation of the confined water along the fault zone, the correlation factors of the height of the confined water along the fault zone are found: the distance from the working face to the fault zone is approximately negative linear with the height of the conductance, the water pressure, the water pressure, There is a positive correlation between the width of fault zone and the height of conductance, and the correlation between water pressure and height of conductance is strong, weak and strong. According to the test results and rules, the width of fault waterproof coal pillar is designed to be 40 m, no obvious water burst and leakage is observed on the spot, and the effect is good. The research results have certain significance for revealing the mechanism of fault activation water inrush and guiding mine water control.
【作者单位】： 山东科技大学矿业与安全工程学院;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.41472281,No.51379119,No.51509149) 山东科技大学研究生创新基金资助项目(No.SDKDYC170309)~~
【分类号】：TD745

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本文编号：2124272