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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
深部高承压“Y”型分支断层底板突水机理模拟试验研究
  • 43
  • 作者

    李昂 张文忠 周永根 王伟东

  • 单位

    陕西省煤矿水害防治技术重点实验室西安科技大学建筑与土木工程学院中煤科工西安研究院(集团)有限公司神华新街能源有限责任公司陕西建工第三建设集团有限公司

  • 摘要
    普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩相似材料及与之匹配度较高的承压水模拟系统,依托自制的相似试验平台,采用数字图像相关法、水压传感器、水流量监测系统及红外热成像等多种定量及定性监测手段,对开采扰动与承压水导升协同作用下底板突水机理进行模拟研究。结果表明:可循环使用的新型棒体、块体材料与硅胶水囊承压水系统契合良好,能够科学可靠的模拟现场情况;工作面推进63 cm是“Y”型分支断层进入活化阶段的临界点,此后承压水沿主断层向分支断层内导升,水压逐渐增大;当工作面推进至71 cm,底板分支断层完全活化,工作面发生突水,主断层水压降低、水流量增大;采动应力对底板裂隙发育具有显著的影响,分支裂隙呈现出沿垂直方向扩展发育的规律,工作面推过79 cm,底板裂隙逐渐闭合,突水情况得到缓解。结合模拟结果及现场实际情况,探讨了三种“Y”型分支断层底板突水应对治理措施和预案,为类似断层底板防治水研究提供一定的参考。
  • 关键词

    “Y”型分支断层底板突水机理相似模拟试验数字图像相关法红外热成像

  • 文章目录

    0引 言
    1 研究区地质及水文地质
    1.1 地质构造概况
    1.2 水文地质概况
    2 物理模拟试验材料及系统研发
    2.1 确定相似比
    2.2 模拟材料的研制
    2.3 模拟系统的研发
    3 模拟试验过程
    4 试验结果与分析
    4.1 底板变形破坏特征
    4.2 承压水导升特性
    4.3 承压水压力及流量变化规律
    5 讨论
    6 结论
  • 引用格式
    李昂,张文忠,周永根,等.深部高承压“Y”型分支断层底板突水机理模拟试验研究[J/OL].煤炭科学技术,1-11[2024-09-10].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.td.20240909.1605.002.html.
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