煤层底板破坏的断层效应模拟及其在防治水中的应用.pdf

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1、2010年3月，第l6卷，第1期，l9—25页高校地质学报March2010，Vo1．16，No．1，P．19-25GeologicalJournalofChinaUniversities煤层底板破坏的断层效应模拟及其在防治水中的应用冯启言，周来。，荆升国。，杨天鸿(1．江苏省资源环境信息工程重点实验室(中国矿业大学)，徐州221008；2．中国矿业大学环境与测绘学院，徐州21116；3．中国矿业大学矿业Z-程学院，徐J'i1221116；4．东北大学资源与土木2-程学院，沈阳110006)摘要：梁北煤矿已发生5次寒武系灰岩底板突水事故，造成重大经济损

2、失。根据矿井的水文地质条件，建立了煤层开采的FLAC数值模型，利用岩石力学及渗流力学理论，分别模拟了无断层和有断层条件下煤层底板采动破坏带的演化规律，重点讨论了断裂深度及断层空间位置对底板破坏深度的影响。结果表明，断层的存在可使底板采动破坏深度增加20％33％，断层是突水重点防范区域，遇断层前10m直到过断层l5m须加强防治水工作。根据模拟结果设计了梁北矿11041，11151，111l1三个工作面底板的注浆加固工程，重点注浆层位分别为底板破坏范围和寒武系顶部裂隙发育带，注浆工程增强了底板的阻水能力，实现了工作面的安全回采。关键词：底板突水；断层效应；

3、底板破坏深度；数值模拟；梁北煤矿中图分类号：P618．11；TD745文献标识码：A文章编号：1006—7493(2010)01—0019—07SimulationofFaultEffectonMiningFailureofCoalSeamFloorandItsApplicationinWaterDisastersControlFENGQi—yan’t，ZHOULai’，，JINGSheng—guo。，YANGTian—hong(1．JiangsuKeyLaboratoryofResourcesandEnvironmentalInformationEn

4、gineering,Xuzhou221008，China；2．SchoolofEnvironmentScienceandSpatialInformatics，ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116，China；3．SchoolofMiningEngineering,ChinaUnwemityofMiningandTechnology,Xuzhou221116，China；4．SchoolofResourceandCivilEngineering,NortheasternUniversity,S

5、henyang110006，China)Abstract：FivewaterinrusheventshappenedlnLiangbeicoalmine．ThewatersourcewasfromtheconfinedCambriankarstaquiferunderthecoalseam．AccordingtothehydrogeologicalconditionsofLiangbeicoalmine，thenumericalmodels，includingnon—faultandfaultmodels，wereestablishedwithFLAC

6、package．Basedonthetheoryofrockmechanicsandseepagemechanics，numericalsimulationsweredirectedforrevealingthefailureevolutionoftheseamfloorabovethehighpressureconfinedaqui~r．Differentfaultfactorssuchasfaultdepthandlocationcontrollingthefailureofcoalseamfloorwerediscussed．Simulation

7、resultsshowedthatfailuredepthforthefaultmodelincreased20％-33％comparedtothenon-fauhmode1．Thefaultzone，especiallytheareaof10metersaheadofthefaultto15metersbehindthefault，mustbepaidmoreattentionto．Accordingly，thegroutingreinforcedprojectsweredesignedforNo．11041，11151，11111workingfa

8、cesinLiangbeicoalmine．Targetingthefailurezoneso