分層開采覆巖導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨鹊拇_定.pdf

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1、2011年12月礦業(yè)安全與環(huán)保第38卷第6期分層開采覆巖導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨鹊拇_定馬保明，張宏，錢自衛(wèi)(1．山西潞安集團(tuán)黑龍煤業(yè)有限公司，山西臨汾401201；2．中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州221116)摘要：根據(jù)某礦開采技術(shù)條件和巖石力學(xué)性能等參數(shù)，建立力學(xué)模型，運(yùn)用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行分層開采過程模擬，確定了覆巖導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨龋挥媒?jīng)驗(yàn)公式對(duì)覆巖導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨冗M(jìn)行了計(jì)算；采用電視成像探測技術(shù)對(duì)覆巖導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨冗M(jìn)行了測定。結(jié)果表明，利用數(shù)值模擬所得到的覆巖導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨扰c現(xiàn)場測定結(jié)果較為接近，而由經(jīng)驗(yàn)公式

2、得到的結(jié)果偏于保守。關(guān)鍵詞：分層開采；導(dǎo)水?dāng)嗔褞?；?shù)值模擬；電視成像探測技術(shù)中圖分類號(hào)：TD745文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C文章編號(hào)：1008—4495(2011)06—0054—03導(dǎo)水?dāng)嗔褞У淖畲蟾叨?簡稱導(dǎo)高)是設(shè)計(jì)防水煤層的頂、底板處的網(wǎng)格劃分應(yīng)適當(dāng)加密，而待開采煤(巖)柱尺寸的主要技術(shù)參數(shù)?。目前，確定導(dǎo)水煤層部分則相應(yīng)變稀，有限差分網(wǎng)格如圖1所示。斷裂帶高度的方法主要有2類J：一類是采用理論模型共劃分為4830個(gè)單元，共9940個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)公式，另一類是采用實(shí)際探測法。在此，開挖部分采用零空單元模擬。

3、計(jì)算所用的有關(guān)巖體根據(jù)某礦開采條件，采用數(shù)值模擬方法、規(guī)程推薦經(jīng)的物理力學(xué)參數(shù)見表1。驗(yàn)公式法及現(xiàn)場電視成像技術(shù)實(shí)測法，綜合確定垮落帶和導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨取?開采技術(shù)條件山東某煤礦四采區(qū)采用分層開采方法開采3、3下煤層。3煤層位于本溪組中下部，下距3下煤層0．60—11．45m，平均3．82m；直接頂板多為泥巖、炭圖1數(shù)值模擬模型圖質(zhì)泥巖及砂泥巖互層；底板多為泥巖、炭質(zhì)泥巖；可表1煤層及頂、底板巖層的物理力學(xué)參數(shù)采煤層厚度3．00～5．80m，平均4．46m。3下煤層位(巖層由上至下)于山西組下部，下距太原組主要標(biāo)

4、志層三灰32．30～42．86m，平均38．11m；頂板多為泥巖、炭質(zhì)泥巖，底板主要為泥巖；可采煤層厚度1．50—4．80m，平均3．75m。3煤為穩(wěn)定型簡單結(jié)構(gòu)可采厚煤層，頂板砂巖含水層主要接受第四系下含水層段的補(bǔ)給，采用垮落法控制頂板。2覆巖導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨鹊臄?shù)值模擬2．2模擬結(jié)果分析2．1數(shù)值計(jì)算模型通過采用計(jì)算機(jī)模擬，對(duì)3煤分層開采后塑性采用FLAC。。軟件，利用Mohr—Coulomb準(zhǔn)則進(jìn)區(qū)發(fā)展、頂板變形以及應(yīng)力分布情況有了基本的認(rèn)行分析。根據(jù)采礦理論及模擬實(shí)際，模擬范圍取開識(shí)。圖2_5分別給出了各分

5、層開采后上覆巖層塑挖空間跨度的10—12倍。模擬條件：采場埋深為性區(qū)變化范圍。從圖2—5可以看出：煤層采出以170m左右，模型尺寸為700m×1m~320m。開采后，上覆巖層發(fā)生的塑性變形區(qū)域的形狀基本上呈馬鞍狀，即在采空區(qū)的中部覆巖充分垮落，其塑性區(qū)收稿日期：2011—04—30；2011—09—02修訂作者簡介：馬保明(1967一)，男，山西晉中人，生產(chǎn)礦長，發(fā)育較小，而兩端由于受到周圍巖體的限制其裂隙從事煤礦生產(chǎn)管理工作。發(fā)育帶高度較大?！?4·