采煤工作面底板斷層突水危險性分析評價.pdf

1、礦井底板突水是指承壓水上采煤時，采動礦壓和水壓共同作用下，導(dǎo)致煤層底板巖體變形破壞，造成大量承壓水涌入采掘空間的現(xiàn)象，它一直是困擾煤礦生產(chǎn)安全的一個難點(diǎn)問題。大量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，礦井突水絕大多數(shù)與斷層構(gòu)造有著直接關(guān)系。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者在斷層突水機(jī)理、斷層防水煤柱留設(shè)、煤層底板采動破壞等方面進(jìn)行了深入的研究，取得了豐富的研究成果，但對采動影響下斷層與工作面底板之間的相互影響方面的理論研究較少。因此，本文運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬與現(xiàn)場實(shí)測

2、相結(jié)合的方式，依據(jù)“下三帶”及采煤工作面底板隔水關(guān)鍵層理論，對工作面底板的采動破壞、工作面底板與斷層之間的相互影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，得到以下結(jié)論:
　　(1)通過對斷層基本定義、斷層突水機(jī)理及突水影響因素的深入分析，利用FLAC3D軟件平臺模擬分析斷層與工作面成不同傾角時采煤工作面底板與斷層之間隨工作面采動的相互影響，為斷層上盤傾斜隔水關(guān)鍵層的建立提供了依據(jù)。
　　(2)在總結(jié)國內(nèi)外斷層突水的基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)場斷層突水實(shí)際情況

3、，結(jié)合“下三帶”及采煤工作面底板隔水關(guān)鍵層理論，綜合考慮防水煤柱尺寸、斷層承壓水原始導(dǎo)高等因素，建立了斷層上盤隔水關(guān)鍵層力學(xué)模型，采用變分法求解得到模型撓度公式。
　　(3)根據(jù)魯西煤礦3下A04工作面的具體地質(zhì)條件，提出合理的礦井瞬變電磁觀測方案，通過數(shù)據(jù)處理提供二維電阻率剖面圖和平面切面圖，根據(jù)成果圖對采煤工作面底板的富水性強(qiáng)弱進(jìn)行判斷，并結(jié)合具體水文地質(zhì)條件對承壓水原始導(dǎo)升高度給出估計(jì)值。同時采用分段水平注水法對采場底板的破

4、壞深度進(jìn)行探測，通過與數(shù)值模擬及經(jīng)驗(yàn)公式得到的底板破壞深度的對比，得到工作面底板實(shí)際破壞深度。
　　(4)結(jié)合魯西煤礦3下A04工作面實(shí)際地質(zhì)條件、開采情況及工作面采動實(shí)測底板破壞深度，通過所得到的斷層上盤傾斜隔水關(guān)鍵層撓度計(jì)算公式給出了隨工作面推進(jìn)采煤工作面底板的最易突水路徑;在工作面推進(jìn)到預(yù)留25m煤柱邊界時，采用Ts法對工作面底板突水危險性進(jìn)行評價，將所得最易突水路徑代替Ts法中的有效底板隔水層厚度，將兩者所求值進(jìn)行對比，對