松散承压含水层水位变化与顶板来压的联动效应及其应用研究

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1、第30卷第9期岩石力学与工程学报Vol.30No.92011年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.，2011松散承压含水层水位变化与顶板来压的联动效应及其应用研究1，21，21，21，2王晓振，许家林，朱卫兵，郝宪杰(1.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008；2.中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116)摘要：结合祁东煤矿松散承压含水层下采煤压架突水灾害防治问题，开展松散承压含水层水位变化与顶板来压联动效应的实测与实验研究。结果表明：松散承压含水层水位下降超前于工作面压架突水，且水位下降速度

2、基本保持不变。水位下降幅度和下降速度与工作面来压强烈程度密切相关，水位下降幅度和下降速度越大，工作面来压越强烈，压架突水危险性越大。覆岩关键层的不同破断运动形态是导致水位变化与顶板来压存在上述联动效应的主要原因。当关键层逐层破断时，覆岩缓慢回转下沉，水位降幅和降速较小，不会发生压架突水灾害；而当关键层复合破断时，关键层结构易产生滑落失稳，短时间内大量采空体积传至基岩顶界面，水位出现大幅度快速下降，存在压架突水危险性。利用松散承压含水层水位变化与顶板来压的联动效应，提出将水位下降速度作为预警指标对压架突水灾害进行预警的方法，并基于地下水动力学原理导出工作面压架突水时的水位降速临界预警值计算公

3、式，指导祁东煤矿6130工作面压架突水灾害防治实践。关键词：采矿工程；松散承压含水层；关键层；水位变化；压架突水灾害；预警方法中图分类号：TD325文献标识码：A文章编号：1000–6915(2011)09–1872–10RESEARCHONCONNECTEDEFFECTBETWEENWATERLEVELVARIATIONOFUNCONSOLIDATEDCONFINEDAQUIFERANDROOFWEIGHTINGANDITSAPPLICATION1，21，21，21，2WANGXiaozhen，XUJialin，ZHUWeibing，HAOXianjie(1.StateKeyLabora

4、toryofCoalResourcesandSafetyMining，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou，Jiangsu221008，China；2.SchoolofMines，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou，Jiangsu221116，China)Abstract：Accordingtothedisasterpreventionproblemofsupportcrushingandwaterinrushwhenminingunderlyingunconsolidatedconfin

5、edaquiferinQidongcoalmine，theactualmeasurementandexperimentalstudyofconnectedeffectbetweenwaterlevelvariationandroofweightingofworkingfaceareconducted.Thestudyresultsshowasfollows：waterleveldrawdownappearsbeforesupportcrushingandwaterinrush；andthevelocityofwaterleveldrawdownbasicallykeepsconstant.

6、Thescopeandspeedofwaterleveldrawdownarecloselyrelatedtotheintensityoftheroofweightingofworkingface.Thegreaterthescopeandspeedofwaterleveldrawdownare，moreintensetheweightingpressureis；thusthedangerofsupportcrushingandwaterinrushincreases.Differentmodalitiesofoverburdenstratumbreakingmovementsarethe

7、mainreasonfortheaboveconnectedeffect.Whenthekeystratumbreaksonebyone，theoverburdenstratarotatesanddescendsslowly；andthescopeandspeedofwaterleveldrawdownaresmaller.Thereisnodangerofsupportcrushingandwaterinrushacc