采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5): 1116-1128.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0134

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采动底板渗透率响应机制与承压含水层原位保护研究

范张磊1,张东升1,2,范钢伟1,张世忠1,骆韬1,韩学森1,林太杰1,杨丛鑫1   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;2. 深地科学与工程云龙湖实验室,江苏 徐州 221116
  • 出版日期:2025-09-15 发布日期:2025-09-16
  • 通讯作者: 张东升,E-mail:dszhang123@126.com,Tel:13182307782
  • 作者简介:范张磊(1992— ),男,河南省永城市人,博士/博士后,从事保水开采方面的研究。
  • 基金资助:
     国家重点研发计划项目(2024YFC3909302);国家自然科学基金项目(52404152);江苏省卓越博士后资助项目(2023ZB517)

Permeability response mechanism of the mining floor and in-situ protection of confined aquifers

  • Online:2025-09-15 Published:2025-09-16

摘要: 综合采用理论分析、工业性试验等方法,构建了应力、水压非均匀分布下底板隔水层组协同变形力学模型,分析了单一因素、多因素交互效应下采动底板等效渗透率响应特征,提出了底板承压含水层原位保护可行性定量评估方法。结果表明:采动底板隔水层挠度随水压、推进距离、工作面长度的增大而增大,和倾角呈近似线性负相关;采动底板等效渗透率以35°为临界点,随着倾角的增大呈现出先增大后减小趋势,由挠度主导向中性层应变主导转变;软硬互层底板可有效抑制底板变形与底板等效渗透率;构建了汾源煤矿采动底板等效渗透率多参量响应模型,确定了底板等效渗透率影响因素敏感性排序:水压>面长>推进距离>水压-水压>水压-面长;水压、面长较大时,煤层倾角、推进距离对底板等效渗透率的影响显著增强;以水质、水量为评价指标,汾源煤矿5-103大倾角高承压工作面实现了底板水原位保护。

关键词: 保水开采, 大倾角, 等效渗透率, 响应特征, 定量评价

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