巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带演化特征及发育高度预测方法
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煤炭科学技术
- 网络首发时间:2024-02-01 15:20:40
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作者
李怀展孙兢超郭广礼唐超郑辉张连贵孟凡贞
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单位
中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心中国矿业大学江苏省老工业基地资源利用与生态修复协同创新中心兖矿能源集团股份有限公司
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摘要
巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带发育高度对陕蒙弱胶结矿区煤炭生产安全与地下水资源保护具有十分重要的意义。研究发现该矿区上覆白垩系岩层具有厚度大、强度低、结胶性差且节理不发育等特点,然而该地区煤炭开采时覆岩破坏剧烈导水裂隙带发育较高,裂采比达到30左右,严重威胁矿井生产安全。如何精准预测巨厚弱胶结覆岩导水裂隙发育高度,已成为巨厚弱胶结矿区煤炭安全高效开采的关键之一。基于此,本文以石拉乌素矿区某工作面为研究背景,利用UDEC数值模拟软件结合实测数据,探究了巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带演化特征,得出了巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带整体形态呈“△”特征,与东部呈“马鞍形”特征具有显著差异,且其形态及发育高度受采高、弱胶结岩层厚度和位置等因素影响,巨厚弱胶结覆岩对导水裂隙带发育形态及高度有较显著的控制作用。在此基础上,采用板理论建立了巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带发育高度预测模型,并在石拉乌素矿区进行了应用,验证了构建模型的有效性和准确性。研究成果对于相似开采条件地区导水裂隙带发育高度计算提供理论指导和借鉴意义。
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关键词
弱胶结覆岩覆岩裂隙发育形态导水裂隙带高度预测模型
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文章目录
1 研究区概况及实测数据分析
1.1 矿区位置及工作面状况
1.2 矿区水文地质概况
1.3 导水裂隙带高度实测分析
2 数值模型的建立及结果验证
2.1 数值模型建立
2.2 力学参数选取及初始状态
2.3 模型验证
3 巨厚弱胶结覆岩导水裂隙带发育特征及演化规律
3.1工作面开采导水裂隙带演化特征
3.2巨厚弱胶结岩层对导水裂隙带发育形态及高度的控制作用
4 巨厚弱胶结砂岩深部开采导水裂隙带发育高度预测方法
4.1 导水裂隙高度预测方法
4.2 计算结果验证
5 结论