五阳煤矿陷落柱发育特征及突水危险性评价下载

weixin_39821260 2020-10-09 03:31:00

为防止陷落柱导通奥灰水造成矿井重大水灾,分析归纳了山西五阳煤矿陷落柱基本特征,主要包括:陷落柱发育标高在650 m以上,发育与构造密切相关,多数原生导水性差;典型陷落柱垂直具有6段特征等.以五阳煤矿7601工作面为原型,运用ANSYS有限元软件模拟分析了煤层下部有隐伏陷落柱时采动过程中的突水危险性.当工作面推进距陷落柱小于50 m时,受采动影响的陷落柱导水裂隙与工作面导通可导致工作面出水;随工作面推进,导水通道扩大可导致突水事故.
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为防止陷落柱导通奥灰水造成矿井重大水灾,分析归纳了山西五阳煤矿陷落柱基本特征,主要包括:陷落柱发育标高在650 m以上,发育与构造密切相关,多数原生导水性差;典型陷落柱垂直具有6段特征等.以五阳煤矿7601工作面为原型,运用ANSYS有限元软件模拟分析了煤层下部有隐伏陷落柱时采动过程中的突水危险性.当工作面推进距陷落柱小于50 m时,受采动影响的陷落柱导水裂隙与工作面导通可导致工作面出水;随工作面推进,导水通道扩大可导致突水事故.

针对某矿煤层受陷落柱突水的严重威胁问题,根据该矿2502工作面的水文地质条件、煤层力学性质以及顶底板岩层结构及性质,利用FLAC3D数值模拟方法研究煤矿陷落柱开采过程中应力分布与塑性区分布特征。研究表明:陷落柱顶部之上40~50 m高度内出现密集连通的塑性区域,采动条件下会导致富水性强顶板含水层的砂岩水进入陷落柱,在陷落柱内形成水分的汇集层。因此,建议在推进到距离陷落柱40~30 m范围内时,对陷落柱内的充水情况进行探查。

为了对煤层底板隐伏陷落柱突水进行危险性评价优化,在对主要影响因素分析的基础上,建立煤层底板岩溶陷落柱突水危险性评价体系。运用差离方法和优化组合层次分析法和主成分分析法所得的权重确定优化最佳权重,从而建立基于优化组合赋权法的煤层底板岩溶陷落柱突水危险性评价模型。最后以葛亭煤矿陷落柱为例进行工程验证,结果表明:含水层水压和隔水层厚度影响因素对煤层底板隐伏陷落柱突水影响最大,该模型能优化主观和客观评价的权重,减少了主观评价方法的人为影响和客观评价方法的过于依靠客观数据,能合理客观地反映影响因素之间的差异,实现对煤层底板岩溶陷落柱突水的危险性评价。

通过奋进煤矿黄村分矿10111工作面隐伏陷落柱特大突水原因分析,实施了封堵突水点、地面三维地震勘探、地面钻探、井下物探、局部注浆加固等多项针对性强的水害防治对策,为矿井防治水工作提供了科学依据。

针对坪上煤矿目前开采的山西组下部3号煤层,受底板奥陶系灰岩水突水威胁,以地下水赋存特征、隔水层隔水性、断裂构造、陷落柱导水性等为主要因素,采用定量、定性及理论与实际相结合的方法,研究了3号煤层承压开采突水危险性,为矿井安全生产及水害防治提供了科学依据。

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