深部奥灰水对L矿7^#煤层顶底板破坏的研究.pdfVIP

维普资讯 2007年12月 矿 业安全 与环保 第34卷第6期 深部奥灰水对 L矿 7#煤层顶底板 破坏的研究 孔海陵 ，陈占清 ，白海波 ，王路珍 (1中国矿业大学理学院力学系，江苏徐州221008；2盐城工学院基础部，江苏 盐城224003) 摘 要：为了评估逆断层条件下煤矿深部奥陶系高压岩溶水对煤层的危害，运用数值模拟对所选取 的L矿 13—9号钻孔进行了分析。根据柱状 图，建立 了一种计算模型，采用 Pt~A2。模拟 了采场推进时煤 层顶板和底板的破坏情况，估算了顶板的破坏高度和底板破坏深度。结果表明：开采 7煤层时，随着回 采工作面的推进，矿压造成的覆岩破坏没有发展到关键层；顶板的破坏高度逐渐增加，当工作面推进到 200m时，破坏高度大约85m，小于导水断裂带高度，奥陶系高压岩溶水未能沿F16逆断层面渗流突变溃 入采场；随着回采工作面的推进，底板的破坏深度逐渐增大，但没有穿越隔水关键层；3-工作面推进到 100m以后，底板的破坏深度不再发生明显的变化，此时底板破坏深度大约 l4m。 关键词：奥陶系高压岩溶水；逆断层；回采工作面；数值模拟 ；关键层 中图分类号：TD745 ．2l 文献标识码：A 文章编号：1008—4495(2007)06—0034—03 煤矿水害是与瓦斯、煤尘等并列的煤矿生产过 图1为该矿 13—1测线剖面图732工作面部分， 程中的主要灾害之一，一直是煤矿灾害防治的重 图中F16是倾角为 70。的逆断层，图中箭头指 向为 点 l【J。如果煤矿在受到下方底板奥灰岩溶高承压 732工作面材料道。 水威胁的同时，还受上方裂隙水威胁_3I4]，其开采过 程中防治水的难度是很大的，这一直是国内外煤矿 防治水的难题。在逆断层将底板奥陶系高压岩溶含 水层上推与下盘煤层对接或接近 的情况下，其防治 水的难度将更大。 1 煤层概况 L矿正在深部 F16逆断层下盘开采山西组 7煤 层，该煤层底板承受奥陶系岩溶水压达 7MPa。在 F16逆断层下盘，平行断层走向布置了732工作面， 该面材料道与 F16逆断层的断煤交线最近距离为 50m。F16逆断层落差为36～200m，在 13—1勘探 图1 L矿 13—1测线剖面图732工作面 线附近，逆断层已经将上盘奥陶系顶板上错至与下 盘 7煤层垂距只有约60m，在732工作面开采条件 下奥陶系高压岩溶水是否沿断层面渗流突变，溃人 2 数值计算模型的建立 采场，威胁矿井安全；同时下盘 7煤层也与上盘太 根据研究需要，在实现数值模拟的精确性、可靠 原组薄层灰岩对接，煤层顶、底板受对盘裂隙岩溶水 性和时间性的基础上，在建立模型时尽最大可能反 的威胁 。安全开采该面是关系到该矿能否继续生产 映原始地质条件。结合综采放顶煤工艺和方 和存在的问题。 法_5j，建立了平面应变数值模拟模型。回采 7 煤 收稿 日期 ：2007—04—06；2007—06—26修 回 层时深度为602m，厚度为4m，模型左、右两侧为水 作者简介：孔海陵 (1981一)，男，江苏泰州人，中国矿业大 平方向位移约束；底部受7MPa的水压，且为铅垂方 学固体力学博士，从事煤矿突水及含瓦斯煤方向的研究。 向位移约束；模型中对上部边界只取到7煤层上部 · 34 · 维普资讯 2007年l