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264 煤炭开采新理论与新技术 大柳塔煤矿12304工作面保水开采模拟研究 余学义1 何兴巧2 范志胜1 杨树荣3 (1．西安科技大学能源学院陕西西安 710054； 2．中煤工程重庆设计院 重庆400016； 3．亭南煤业有限责任公司 陕西成阳 713600) 摘 要 神东矿区浅埋煤层开采引起覆岩沿着工作面煤壁切落。呈非连续切落武裂缝破坏，造成上覆 地层中的潜水资源破坏，地面出现大面积的塌陷坑。大量研究表明出现非连续切落破坏。主要是由开采过 程中基本顶关键层岩块的滑落失稳所引起。因此研究陕北浅埋煤层的保水开采问题．首先要解央关键层 的滑落失稳问题。运用数值模拟，为保水开采方案提供依据。 关键词 浅埋煤层 关键层 滑落失稳RFPA数值模拟 由于陕北侏罗纪煤田的赋存和地质、环境的特殊性，大规模的开采给矿区的生态环境带 来了一系列的灾难性破坏，主要表现为以采煤沉陷损害带来的地表建筑物、道路桥梁等公共 设施损坏；土地损害、水资源破坏和水土流失及地表植被损害和环境日渐恶化等。在厚风积 沙、薄基岩条件下，浅埋煤层开采沉陷损害具有它的特殊性，属于覆岩全厚切落裂缝破坏和 塌陷坑破坏的非连续沉陷破坏类型。浅埋煤层条件下的开采损害的研究目前尚处于开始阶 段，特别是在理论研究、生态保护控制开采技术领域尚处于空白。因此，研究上述问题对神 东矿区生态环境保护具有重要的科学价值，对矿区的可持续发展具有重要的战略性意义…。 l工作面采矿及地质条件 12304工作面北西起于双沟沟掌，经大树梁，南东止于张家渠附近。地形总体中段高， m， 两侧低。地表大部被第四系松散层覆盖。煤层厚度4m，上覆基岩厚度大多在15～50 m，松散层厚度在35～50 m3／h。 平均在20 m，工作面最大涌水量在100 表l-l 12304工作面覆岩的岩石物理力学性质 序号 岩层 岩性 容重 厚度 抗压强度 抗拉强度 弹性模量 泊松比 16 松散层 风积砂．冲积砂 】．6 25 15 砂土层 1．8 10 10．11 1．2 0．226 O．11 14 含水松散层 砾石屡 2．4 5 19．01 1．6 0．194 0．16 13 亚粘土 1．9 10 16．51 1．9 0．415 0．18 12 风化层 砂粘土 2．2 4 17．2l 1．9 0．501 0．18 11 粉砂岩、中砂岩 2．18 5 24．45 0．98 0．511 0．15 关键层 10 砂质泥岩 2．44 2 16．61 1．94 O．415 0．18 冲击地压与安全 265 续裹1 序号 岩层 岩性 容重 厚度 抗压强度 抗拉强度 弹性模量 泊松比 9 1煤 1．35 l 14．83 0．223 0．23 0．16 8 砂质泥岩 2．46 l 28．87 1．94 1．03 O．17 7
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