浅埋煤层开采覆岩裂隙发育规律的数值模拟.pdf

《浅埋煤层开采覆岩裂隙发育规律的数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第23卷第4期中国矿业Vo1．23，No．42014年4月CHINAMININGMAGAZINEApr．2014浅埋煤层开采覆岩裂隙发育规律的数值模拟张万斌，高召宁，孟祥瑞(安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南232001)摘要：煤层开采引起的覆岩变形移动，造成顶板水突人井下，严重威胁煤矿生产安全。以榆阳矿区某矿一工作面为背景，基于离散单元数值模拟软件UDEC，模拟了浅埋煤层开采时上覆岩体中的位移、应力和裂隙的演化规律。研究表明：随着工作面的推进，采空区中部的裂隙部分被压实，裂隙主要富集于开切眼和工作面附近的上覆岩层中

2、，并与裂隙带顶部的裂隙分布区构成了一个类梯形形状区域；工作面推进至140m时，裂隙发育到最大高度94．5m。研究成果为水下安全开采提供了依据。关键词：浅埋煤层；覆岩裂隙；发育规律；数值模拟中图分类号：TD821文献标识码：A文章编号：1004—4051(2014)04—0090—04AnumeriealsimulationaboutthelowofoverburdenrockfissuresdevelopmentwhenshallowcoalseambeingminedZHANGWan-bin，GA0Zhao—ning

3、，MENGXiang—rui(SchoolofMiningandSafety，AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan232001，China)Abstract：Theoverburdendeformationandmovementcausedbyminingmayleadthewaterintheroofbreakintomine，whichthreattheproductionsafetyofcoalmineseriously．Backgroundedinacoal

4、faceinYuyangcoalminearea，thispaperstudyhowthedisplacement，stressandfractureintheoverlyingstratadevelopbyusingnon—continuousmediadiscreteelementprogramUDEC．AccordingtOthestudy，whencoalsurfaceismoving，fissuresinthecenterareaofthegobwillpartiallybecompacted，whilene

5、artheopencutandtheface，aboundantoffissureslieintheoverlyingstrata，whichconstituteaclassoftrapezoidalareawiththetopofthefissurefracturezone；whentheworkfaceisadvancingtO140m，theheightoffissureareareachesitsmaximumvalue，94．5m．Theresultsofthisresearchprovideabasisfo

6、runderwatersecurity．Keywords：shallowcoalseam；overburdenrockfissures；developmentlaw；numericalsimulation我国西部毛乌苏沙漠边缘地下煤层储量丰富，成地表水资源的流失，进而造成地表植被破坏，生态仅陕西境内的榆神府煤田含煤面积约2．7×环境恶化]。因此，研究煤层开采过程中裂隙的发10km。，总储量约2．4×10“t，被列为世界七大煤田育规律，进而采取合理措施，实现保水开采，对于该之一[1]。该区域的煤层埋藏普遍较浅，基岩较薄，

7、基地区来说刻不容缓。岩上面常常覆盖有较厚的风积沙层，风积沙层里面在覆岩采动裂隙发育方面，国内外许多学者都含有地表植被赖以生存的水分。由于基岩较薄，在做过研究，钱鸣高、许家林等通过物理相似模拟实验对煤层进行开采时，采动裂隙很容易与风积沙层贯得出，采动裂隙可以分为两类：一类是横向离层裂通，从而使风积沙中的水资源沿着裂隙渗入地下，造隙，它是随着岩层的下沉运动在两个岩层之间出现的裂隙；另一类是竖向裂隙，它是近似竖直发展的穿收稿日期：2013-07—05层裂隙_3]。2008年，缪协兴等应用关键层理论，基金项目：国家自然科学基金

8、项目资助(编号：51074003；研究了上行裂隙带内隔水关键层结构稳定性的概念51074005)；国家自然科学基金委员会与神华集团有限公司联合项目资助(编号：51174255)；中国博士后科学基金项目资助(编号：模型。2010年，中国矿业大学的黄炳香、刘长友、许2012T50567；2011M501037)家林提出了破断裂隙贯通度