高承压水体上开采煤层底板潜在突水区动态演化数值模拟
2012-01-05陈陆望刘金龙桂和荣
中国矿业 2012年3期
陈陆望,刘金龙,桂和荣
(1.合肥工业大学资源与环境工程学院, 安徽 合肥 230009; 2.合肥学院建筑工程系, 安徽 合肥 230022; 3.宿州学院地球科学与工程学院, 安徽 宿州 234000)
多年来对承压水体上开采引起的煤层底板突水问题的研究,国内外学者进行了一些有益的探索和尝试[1-10]。高承压水体上开采工作面突水,其实质是高承压水突破底板隔水层的阻隔沿底板隔水层裂隙以突发、缓发或滞发的形式向上涌入工作面或采空区的过程。目前高承压水上体上开采煤层底板突水理论,虽然均在不同程度上为防治煤矿底板水害起到了积极的指导作用,但大部分研究成果只是基于简单物理数学模型或数值模型,很少从采动过程乃至具体地质与水文地质条件入手分析煤层底板变形破坏演化趋势及其与突水的关系,以致高承压水体上开采突水的预测预报势必存在一定程度的盲目性。考虑高承压水体上煤层开采过程,从时空以及应力场与渗流场共同作用的角度研究底板岩体变形破坏与潜在突水区的演化规律,将会给底板突水的研究带来更符合实际的解答。
本课题以淮北矿业(集团)有限责任公司芦岭煤矿高承压的石炭系太原组灰岩含水层(水压一般为4MPa~7MPa)上开采10煤层为研究示范。采用大型有限元数值分析软件Plaxis建立能模拟高承压水压力的10煤动态开采的数值模型,并考虑冒落矸石密度、变形参数与强度参数随时间的变化,分析底板采动破坏带与潜在突水区域的时空分布及其演化规律,为高承压含水层上煤层开采的防治水工作提供理论支持。……
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