张云, 曹胜根, 来兴平, 单鹏飞, 张楠, 赵长政, 都书禹. 短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育力学特性分析[J]. 煤炭学报, 2020, 45(S2): 551-560.
引用本文: 张云, 曹胜根, 来兴平, 单鹏飞, 张楠, 赵长政, 都书禹. 短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育力学特性分析[J]. 煤炭学报, 2020, 45(S2): 551-560.

短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育力学特性分析

  • 摘要: 短壁块段式采煤技术作为一种绿色开采技术,可以有效地兼顾煤炭安全高效开采和水资源保护,但在开采过程中会造成一定范围的导水断裂带,对含水层的稳定性造成潜在的影响。因此,短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育力学特性的研究对科学预防、控制和治理煤炭开采所引起的水资源流失问题具有重要意义。为了计算短壁块段式采煤造成的覆岩导水断裂带发育高度,在分析覆岩移动特征的基础上,确定影响短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育的主控因素。并基于弹性地基梁理论,结合短壁块段式采煤工作面布置特殊性,建立了一种计算短壁块段式采煤覆岩导水断裂带发育高度的弹性地基叠合梁力学模型,给出岩层产生导水裂隙的判定方法,计算获得岩层破坏层数(导水断裂带高度)随不同主控影响因素的变化规律,揭示了短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育的力学机理及规律。研究结果表明:随着采高和块段长度增大,岩层破坏高度呈阶梯状上升;随煤柱宽度的增加,岩层破坏高度呈降低趋势。同时,当影响因素参数在一定范围内时,岩层破坏层数不变,为此,在保证水资源不发生流失的前提下,可选择范围内最大采高、块段长度以及最小煤柱宽度作为开采指标来提高回收率。现场短壁块段式采煤实验工作面采用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔电视探测的方法,测试得到采动造成的覆岩导水断裂带高度约为50.06 m,与理论计算结果(50.3 m)基本吻合。

     

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