多煤層開采應(yīng)力擾動(dòng)下斷層煤柱留設(shè)研究.pdf

1、礦井水害對(duì)煤礦安全高效生產(chǎn)有著重大影響，地下采礦活動(dòng)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生礦井突水事故，并且絕大多數(shù)的突水事故都和斷層有關(guān)。在煤層回采過程中，受采動(dòng)影響斷層發(fā)生活化，容易發(fā)生突水事故。斷層的活化，導(dǎo)致附近應(yīng)力場再次受擾動(dòng)，進(jìn)而對(duì)工作面的回采產(chǎn)生影響。所以在煤礦開采時(shí)都需留設(shè)一定寬度的安全煤柱。對(duì)于斷層煤柱留設(shè)，國內(nèi)外很多教授、專家做了大量的研究工作，取得很多有意義的研究成果。以往的研究主要是單一煤層開采斷層煤柱留設(shè)，本課題的研究主要針對(duì)多煤層開

2、采多次應(yīng)力擾動(dòng)下的斷層煤柱留設(shè)。在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)斷層突水機(jī)理進(jìn)行理論分析，建立力學(xué)模型，分析了兩種突水路徑情況下，斷層煤柱留設(shè)的計(jì)算公式。利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，以淮南礦業(yè)集團(tuán)潘三礦F24斷層、F20-1斷層為例。把斷層做成一個(gè)接觸面，模擬在斷層影響下多個(gè)工作面開采后，采場圍巖以及斷層附近應(yīng)力、位移塑性區(qū)演化規(guī)律。分析斷層在多次采動(dòng)影響情況下，工作面煤層礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，提出合理的留設(shè)斷層煤柱的方案。通過在潘三礦西三采區(qū)1642

3、(1)工作面運(yùn)輸順槽和1612(3)工作面運(yùn)輸順槽布置巷道位移觀測站，對(duì)受F24斷層和F20-1斷層影響下的工作面煤層回采進(jìn)行礦壓規(guī)律觀測，對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。主要研究成果如下:
　　(1)建立了斷層突水力學(xué)模型，分析兩種導(dǎo)水路徑情況下突水機(jī)理。求解出相應(yīng)的解析解。(2)斷層和工作面之間的影響是相互的。隨著煤柱尺寸的減小，相互影響程度越來越明顯。當(dāng)留設(shè)的煤柱尺寸越來越小，采場應(yīng)力集中逐漸向斷層另一側(cè)轉(zhuǎn)移，斷層附近塑性區(qū)逐漸增大