特厚煤层开采覆岩离层水形成及涌突风险
Water Formation and Inrush Risk of Overburden Strata for Extra-thick Coal Seam Mining
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摘要: 在分析招贤煤矿首采区水文地质资料的基础上,采用理论分析、相似材料试验和数值模拟等研究方法,理论预判特厚煤层开采过程中覆岩离层层位及积水离层,分析竖向及横向裂隙动态发育特征,探讨特厚煤层多工作面依次开采离层发育状况。研究表明:距3煤顶板253.64 m处的巨厚砾岩层底部存在可积水离层空间;工作面推进过程中竖向裂隙高度的增长呈现出线性增长和台阶式增长2个阶段,横向裂隙自下而上交替呈现动态发育与闭合,横向裂隙发育高度与工作面推进距离间呈正相关关系;1307工作面开采导致宜君组下方出现开度为0.02 m的横向离层裂隙,随1305、1303工作面依次开采该离层裂隙开度进一步扩大,甚至陡增。引入底板突水系数法对招贤煤矿离层水涌突风险进行评估。Abstract: Based on the analysis of the hydrogeological data of the first mining area in Zhaoxian Coal Mine, by using the research methods of theoretical analysis, similar material test and numerical simulation, the separation layer of overburden strata and water in the mining process of extra-thick coal seam is predicted theoretically. The dynamic development characteristics of vertical and horizontal fractures are analyzed, and the development status of separation layer in the sequential mining of multiple working faces in extra-thick coal seam is discussed. The results show that there is a space for water to separate from the bed at 253.64 m away from the top of the No.3 coal seam; the vertical fracture height increases in two stages including linear growth and stepped growth in the process of the working face advance; the horizontal fracture alternately develops and closes from bottom to top, and the development height of the horizontal fracture is positively related to the advancing distance of the working face; the 0.02 m horizontal separation fissure appears under the Yijun formation caused by the mining of 1307 working face, and the opening of the separation fissure is further expanded or even increased sharply with the mining of 1305 and 1303 working faces in turn; the method of floor water inrush coefficient is introduced to evaluate the risk of separation water inrush in Zhaoxian Coal Mine.
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Keywords:
- extra-thick coal seam /
- inrush risk /
- water separation /
- separation horizon /
- dynamic development
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[1] 黎灵,舒宗运,冯宇锋.特厚煤层综放开采覆岩离层水突水机理分析及防治[J].煤炭科学技术,2018,46(1):175-182. [2] 张玉军,李凤明.高强度综放开采采动覆岩破坏高度及裂隙发育演化监测分析[J].岩石力学与工程学报,2011,30(S1):2994-3001. [3] 朱卫兵,王晓振,孔翔,刘文涛.覆岩离层区积水引发的采场突水机制研究[J].岩石力学与工程学报,2009, 28(2):306-311. [4] 李凤荣,陈真富,王和志.煤层顶板离层水体分布规律及防治技术探讨[J].采矿与安全工程学报,2009,26(2):239-243. [5] 孙学阳,付恒心,寇规规,等.综采工作面顶板次生离层水害形成机理分析[J].采矿与安全工程学报,2017, 34(4):678-683. [6] 李小琴.坚硬覆岩下重复采动离层水涌突机理研究[D].徐州:中国矿业大学,2011. [7] 乔伟,李文平,李小琴.采场顶板离层水“静水压涌突水”机理及防治[J].采矿与安全工程学报,2011,28(1):96-104. [8] 曹海东.煤层开采覆岩离层水体致灾机理与防控技术研究[D].北京:煤炭科学研究总院,2018. [9] 娄金福,徐刚,林青,等.永陇矿区松软富水顶板灾变机理与防控研究[J].煤炭科学技术,2018,46(7):10. [10] 乔伟,黄阳,袁中帮,等.巨厚煤层综放开采顶板离层水形成机制及防治方法研究[J].岩石力学与工程学报,2014,33(10):2076-2084. [11] 何也,杨国栋,黄美涛.郭家河煤业公司顶板离层突水规律及防治技术研究[J].能源技术与管理,2018, 43(1):95-96. [12] 方刚,靳德武.铜川玉华煤矿顶板离层水突水机理与防治[J].煤田地质与勘探,2016,44(3):57-64. [13] 吕广罗,李文平,黄阳,等.综放开采煤层顶板离层积水涌突特征及防治关键技术研究[J].中国煤炭地质,2016,28(11):55-61. [14] 宋振骐,采场上覆岩层运动的基本规律[J].山东矿业学院学报,1997(1):64-77. [15] 宋振骐,郝建,石永奎,等.“实用矿山压力控制理论”的内涵及发展综述[J].山东科技大学学报(自然科学版),2019,38(1):1-15. [16] 吴侃,王悦汉,邓喀中.采空区上覆岩层移动破坏动态力学模型的应用[J].中国矿业大学学报,2000(1):34-36. [17] 赵德深,苏仲杰,隋惠全,等.覆岩离层充填减缓地表沉降实验模拟研究[J].煤炭学报,1997(6):13-17. [18] 蒋金泉,王普,武泉林,等.上覆高位岩浆岩下离层空间的演化规律及其预测[J].岩土工程学报,2015,37(10):1769-1779. [19] 赵德深,朱广轶,刘文生,等.覆岩离层分布时空规律的实验研究[J].辽宁工程技术大学报,2002,21(1):4-7. [20] 雷利剑.特厚煤层综放开采覆岩主控裂隙演化及突水预测研究[D].徐州:中国矿业大学,2018. -
期刊类型引用(11)
1. 陆睿，尹尚先，王玉国，孟浩鹏，王旭. 基于GMS的深部煤层开采工作面涌水量预测. 煤矿安全. 2025(01): 164-170 . 
本站查看
2. 焦安军，李继红，林华颖，田世祥，苏谦. 典型岩溶矿区突水成因研究——以龙宝煤矿为例. 矿业工程研究. 2024(01): 57-65 . 百度学术
3. 谢道雷，苗田雨，韩承豪，王凯，王厚臣，柴德洋，高洁. 西部矿区深埋厚煤层采动覆岩离层发育规律数值模拟研究. 煤矿安全. 2024(04): 204-212 . 本站查看
4. 杜林，李江华，李耀斌，华可，孙维成，李鹏飞，张豪哲. 园子沟煤矿顶板离层突水机制及地面井下联合防治技术. 煤矿安全. 2024(11): 176-185 . 本站查看
5. 施治华. 厚煤层放顶煤开采放煤高度的模拟分析. 山西冶金. 2023(04): 55-56+60 . 百度学术
6. 马荷雯. 我国煤矿（区）离层水害特征分析. 煤矿安全. 2023(05): 106-112 . 本站查看
7. 易四海，王赟，尹尚先，高鹏程，仲锐. 矿井离层水害类型及突水可能性判别. 中国矿业. 2023(S1): 447-450+454 . 百度学术
8. 张培森，朱慧聪，吴玉华，段中稳，牛辉，李复兴. 我国煤矿离层涌突水致灾机理及其防控关键技术研究进展. 工程地质学报. 2021(04): 1057-1070 . 百度学术
9. 陈正华，徐洪，曾亮，杨富军. 倾斜煤层采动条件下覆岩移动规律研究. 地下水. 2021(06): 197-199+272 . 百度学术
10. 张冯，张华磊，涂敏. 薄基岩采场覆岩运动规律及压架防治技术研究. 煤炭工程. 2021(12): 103-107 . 百度学术
11. 王刚，尚建卫. 长安旬东煤矿顶板分散空腔离层判别及离层位置相似模拟分析. 能源与环保. 2021(08): 237-240+247 . 百度学术
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