采动覆岩裂隙场三维形态特征及其渗透特性研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2020.0201

采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (4): 695-705.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0201

采动覆岩裂隙场三维形态特征及其渗透特性研究

张礼，齐庆新，张勇，赵晶，王栓林，刘桂凤

1．煤炭科学技术研究院有限公司安全分院，北京 100013；2．中国矿业大学(北京)能源与矿业学院，北京 100083；3．煤炭科学研究总院深部开采与冲击地压防治研究院，北京 100013； 4．煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 100013

出版日期:2021-07-15 发布日期:2021-07-27
作者简介:张礼(1987— )，男，山东省潍坊市人，博士，从事煤与瓦斯共采、矿山压力与岩层控制等方面的研究。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2017YFC0804201)；国家自然科学基金项目(51704164)

Study on three-dimensional shape and permeability of mining-induced fractured field in overburden rock

Online:2021-07-15 Published:2021-07-27

摘要/Abstract

摘要： 采动覆岩裂隙场形态及其渗透特性的研究是防治矿井顶板水害和抽采卸压瓦斯的基础。本文综合3DEC模拟结果和前人研究成果，初步构建了“采动裂隙环形体”三维模型及其边界判别方法；结合水力学中裂隙岩体渗透率的求解方法构建了裂隙场渗透率计算模型，并通过现场实测对回风环体的渗透率进行了间接求解。研究结果表明：“采动裂隙环形体”以离层率3 mm/m为内边界，以水平变形指标5 mm/m为外边界，以断裂带最大高度为上边界；环体-垮落带的渗透率应使用Blake-Kozeny公式求解，环体-断裂带的渗透率应使用立方定律求解。实测结果表明：回风环体-垮落带的渗透率为4.43×10-5~2.77×10-4 m2；回风环体-断裂带的渗透率为3.81×10-8~3.01×10-5 m2；回风环体-断裂带渗透主方向与回风巷走向近似一致。

关键词: 采动裂隙环形体, 渗透率, 钻孔成像, 渗透张量

中图分类号:

TD 353

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采动覆岩裂隙场三维形态特征及其渗透特性研究

Study on three-dimensional shape and permeability of mining-induced fractured field in overburden rock

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