基于流固耦合的单一硬岩层对承压水下采煤压架突水的影响研究下载

weixin_39821228 2020-10-02 10:01:04

以祁东煤矿某工作面为研究对象,建立6种不同覆岩结构顶板数值模型,基于FLAC软件内嵌FISH语言对软件进行二次开发,实现回采过程中顶板渗透性的动态变化,对流固耦合条件下不同覆岩结构顶板采动应力及渗透性进行了综合分析。
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以松散承压含水层下压架突水灾害的防治问题为工程背景,结合皖北祁东煤矿7131工作面的开采条件,研究了承压含水层下重复采动对覆岩破坏特征的影响规律。结果表明,当松散承压含水层下某一煤层工作面在初次采动条件下存在压架突水危险时,若其他邻近煤层先开采使得该煤层回采处于重复采动状态,覆岩结构完整性降低,承压含水层的载荷传递作用会受已采煤层的开采扰动而减弱,该煤层工作面回采时覆岩不易发生如初次采动条件下的整体破断,压架突水危险性降低。基于重复采动对覆岩破坏特征的影响规律,提出了松散承压含水层下采煤的"释压开采"方法,即可将不具有压架突水危险的煤层作为"释压层"先开采,弱化承压含水层对下部岩层的载荷传递作用,破坏压架突水灾害的发生条件,从而避免承压含水层下采煤压架突水事故。

针对频繁发生的压架突水灾害问题,提出承压含水层下采煤压架突水危险性预测方法。首先结合含水层特征及载荷传递特性,确定承压含水层的载荷传递系数。其次利用关键层位置判别方法,判断回采区域内覆岩关键层结构类型,若覆岩为复合单一关键层结构,则工作面存在压架突水危险。该方法在祁东煤矿7131工作面的压架突水危险性预测中进行了运用,认为该面第II、III块段回采存在压架突水的危险,需提前采取防范措施。预测结果得到工程实践的验证。

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