采矿与安全工程学报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (1): 17-24.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2021.0501

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含隐伏断层煤层底板承压水采动导升机制研究

张玉军,张志巍,李友伟   

  1. 1. 中煤科工开采研究院有限公司,北京100013; 2. 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013; 3. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013; 4. 煤炭科学研究总院,北京10001
  • 出版日期:2023-01-15 发布日期:2023-01-15
  • 通讯作者: 张志巍,E-mail: zhangzhiwei5@126.com Tel:15321359570
  • 作者简介:张玉军(1978— ),男,河北省张家口市人,博士,研究员,从事矿山水害防治及特殊采煤技术方面的研究。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金项目(51874177)

Study on the mechanism of confined water mining lifting  in coal seam floor with a hidden fault

  • Online:2023-01-15 Published:2023-01-15

摘要: 根据裂隙岩体水力学分析了承压水导升运动过程中的水压变化与导升位置的变化规律,推导了二者之间的数学关系;通过分析底板采动应力场空间分布规律,构建含隐伏断层底板承压水导升力学模型,基于半无限体理论推导了采动影响在底板空间的应力传递规律表达式;结合断裂力学理论推导了矿山压力水压力联合作用下的裂隙扩展的临界水压及承压水导升高度计算公式;采用单因素分析法对其影响因素进行了分析,并通过FLAC3D重点模拟分析了隐伏断层倾角对承压水采动导升规律的影响。研究结果表明:承压水导升高度受初始水压力、隐伏断层倾角增大而增大,而随着动水流速、岩体断裂韧度增加而减小;采动承压水导升高度还与其导升过程中的能量损失系数结构岩体的力学性质、原始地应力等相关联;模拟结果也表明受隐伏断层倾角影响,采动渗流场表现出随着隐伏断层倾角增大而导升强度越剧烈和强渗流区范围更大的现象。

关键词: 底板隐伏断层, 承压水导升高度, 力学分析, 底板应力场

中图分类号: