覆岩含水层采动破坏机理流固耦合分析及保护措施研究.pdf

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1、第23卷第9期中国矿业VoI．23。NO．92014年9月CHINAMININGMAGAZINESep．2014≮

2、本I覆岩含水层采动破坏机理流固耦合分析及保护措施研究董立军，张国红，吴洪胜(中海油新能源(准格尔)煤基能源有限公司，内蒙古准格尔旗010300)摘要：为了研究煤层开采对覆岩含水层的破坏机理，采用岩石破裂过程流固耦合分析系统uDEC—Flow，根据老三沟井田6煤工作面地质条件，对覆岩含水层(砂砾岩、细砾岩和粗砂岩含水层)的破坏过程进行数值模拟。模拟结果显示，随着工作面的推进，裂隙不断向上发育，直接顶、基本顶的相继破断和垮落

3、导致了导水裂隙的形成；同时随着工作面的推进，先前生成的一些裂隙出现了闭合，而工作面附近又产生新的裂隙。以6煤为例，对上覆含水层的保水开采难度进行分级，并提出了相应的保水开采技术，如加快工作面推进速度、注浆加固、降低采高、充填开采及部分开采等，将指导6煤开采时覆岩含水层保护，对同类开采地质条件下的矿井有较好的指导借鉴意义。关键词：覆岩含水层；数值模拟；采动破坏机理；保护措施中图分类号：TD31文献标识码：A文章编号：1004—4051(2014)09—0095-07Fluid—solidcouplinganalysisofthedama

4、gemechanismsofoverburdenaquiferandtheresearchofprotectionmeasuresDONGLi-jun．ZHANGGuo—hong。WUHong—sheng(CNOOCNewEnergy(Zhungeer)Coal—basedEnergyCo．，Ltd．，ZhungeerBanner010300，China)Abstract：InordertOstudythedamagemechanismofoverburdenrockaquiferaftercoalmining，utilizedthe

5、fluid—solidcouplinganalysissystemUDEC—Flowofthedamageprocesswithrock，accordingtOthegeologicalconditionsofworkingfaceoftheNo．6coalseaminLaoSan—goucoalmine，thedamageprocessoftheoverburdenrockaquifer(theaquiferofglutenite，fineconglomerateandcoarsesandstone)wasanalyzedbynum

6、ericalsimulationmethod．Thesimulationresultsshowthatthecrackkeepcontinuouslyupgrowthwiththeworkingfaceadvancing，thesuccessivelybreakingandcavingoftheimmediateroofandbasicroofledtOtheformationofwaterflowingfracture；simultaneouslywiththefaceadvancing，thepreviouslygenerated

7、cracksappearedclosed，andneartheworkingfacegeneratednewcracksagain．TakingtheNo．6coalseamforinstance，thedifficultyofprotectingaquiferwasgraded，andproposedtheprotectiontechnologyofoverburdenrockaquifer，Suchasspeeduptheworkingfaceadvancing，groutingreinforcement，reducingthem

8、iningheight，FillingminingandtechnicalofpartialminingandSOon．ResearchreslutscouldprovidereferencesfortheNo．6coalseamandcoalminingwiththesamegeologicalconditions．Keywords：overburdenrockaquifer；thenumericalsimulation；thedamagemechanism；protectionMeasures原岩应力的力学平衡状态在煤层开采过程中

9、受到了破坏，使覆岩发生不同程度的变形、移动和破损，造成岩体的渗透性发生很大变化，从而导致矿井突水等安全事故。因此，研究采动条件下围岩变形收稿日期：2013—11-25特征和围岩渗透性的变化规律对于安全高效及保水作者简介：