淺埋煤層水巖耦合效應的覆巖破壞研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、中國神府-東勝煤田位于內蒙古西部、陜西北部及山西北部,是目前開發(fā)最大的一塊煤田,有著開采地質條件簡單,地表生態(tài)環(huán)境脆弱的突出特點。該區(qū)是毛烏素沙漠與黃土高原的邊緣地帶,地表植被稀疏,風蝕嚴重,大部地區(qū)被厚厚的風積沙所覆蓋,生態(tài)環(huán)境十分脆弱,該區(qū)的主要含水層為第四系薩拉烏蘇組,它是不整合接觸在侏羅紀基巖上,這個含水層是整個地區(qū)賴以生存的水系,水資源非常寶貴,主要靠地表降水來補給,我們已經清楚的認識到煤炭的開發(fā)不能以破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境為代價

2、,所以說保護水資源和搞清水資源破壞的機理對于西部淺埋煤田的開發(fā)具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的戰(zhàn)略意義。
  本文擬通過理論分析、計算機數(shù)值模擬等方法對西部生態(tài)脆弱礦區(qū)淺埋煤層開采的水巖耦合效應下的覆巖破壞規(guī)律進行系統(tǒng)的研究。本文研究的具體內容及成果如下:
  (1)根據巖層控制的關鍵層理論,同時結合淺埋煤層的構造的突出特點,理論分析了上覆巖層起著關鍵作用的結構層的穩(wěn)定性決定著上覆隔水土層的穩(wěn)定性,因此分析關鍵結構層的穩(wěn)定性對頂板

3、含水層的保護有著很大作用。關鍵結構層在上覆巖層載荷的作用下將會產生彎曲,當關鍵結構層的彎曲產生的最大撓度大于它的極限撓度,關鍵結構層即將發(fā)生斷裂。同時,利用數(shù)學力學分析手段得出淺埋煤層的隔水土層保持其隔水性的隔水判據,為防治煤礦頂板突水提供理論依據。
  (2)基于計算機數(shù)值模擬方法,并結合礦井實際情況,針對2301工作面進行研究,在實地測試中由于2301工作面一次采出的煤層厚度為3.5m,直接頂為2.0m的泥巖,直接頂垮落后不能

4、充滿采空區(qū),故使基本頂破斷范圍向更高層范圍延伸。運用FLAC程序對不同工作面長度的水巖耦合效應下的上覆巖層的破壞情況進行了對比分析,得出了在工作面長度的影響下的應力、位移及塑性區(qū)的分布規(guī)律,并在開采煤層上方布置測線,對上覆巖層隨著采動的影響下的破壞規(guī)律進行監(jiān)測,在工作面推進過程中,上覆巖層的應力、位移發(fā)生了周期的變化,從而對導水裂隙帶的發(fā)育規(guī)律進行分析,也為淺埋煤層水巖耦合效應下的覆巖破壞規(guī)律做了系統(tǒng)的監(jiān)測與總結。還應用經驗公式法得出滲

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