本文關鍵詞：檸條塔煤礦S1224工作面涌水量動態(tài)數值模擬研究

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【摘要】：陜北神南礦區(qū)地處毛烏素沙漠邊緣,水文地質條件總體比較復雜,特別是檸條塔煤礦南翼更為復雜,南翼首采工作面S1210曾發(fā)生持續(xù)時間較長、涌水量較大的突水事故,迫使S1210工作面停采。而S1224工作面作為檸條塔煤礦在南翼西大巷以南重新布置的第一個工作面,如何精確合理的對該工作面的涌水量進行動態(tài)預測,對S1224工作面防治水工作有很強的指導意義。本文主要從檸條塔煤礦南翼的地質、水文地質和工程地質資料入手,以檸條塔煤礦南翼S1224工作面為主要研究重點,應用巖土水力學理論和數值模擬手段實現了在推進不同距離下工作面涌水量的動態(tài)變化預計。工作面回采后,上覆巖層中發(fā)育采動裂隙,采動裂隙溝通含水層后,成為了良好的導水通道,即導水裂隙帶。通過巖體水力學理論建立了裂隙巖體滲透系數與應力的關系,并進一步推導了采動巖體應變與滲透系數的關系�；贔ISH語言,在FLAC3D流固耦合計算中實現了基于裂隙巖體滲透系數與巖體應變的耦合計算,并對S1224工作面2-2煤層回采后頂板覆巖的滲透性變化規(guī)律進行了研究。計算結果表明,工作面推進過程中上覆巖層的垂直滲透系數增大區(qū)和水平滲透系數增大區(qū)的形態(tài)和發(fā)育范圍均不同。垂直滲透系數增大區(qū)形狀基本呈采空區(qū)中心對稱分布的“M”形,在煤壁和切眼兩側發(fā)育最高;水平滲透性增大區(qū)的形狀從剛回采時的“半橢圓”形慢慢演變?yōu)椤疤菪巍?增大區(qū)在采空區(qū)正中心上方發(fā)育最高。最后,采用GMS軟件中的Modflow模塊,建立了研究區(qū)的三維水文地質數值模型,并采用非穩(wěn)定流計算對S1224工作面的涌水量進行了預計,結果表明,該工作面涌水量較大,隨著工作面回采推進涌水量可以分為四個階段,第一階段為快速增大階段(0~300m),涌水量由2.36m3/h增加到620m3/h;第二階段為基本穩(wěn)定階段(300~700m),工作面涌水量穩(wěn)定在620m3/h;第三階段為逐漸降低階段(700~900m),工作面涌水量逐漸減小到420m3/h;第四階段為最終穩(wěn)定階段(900~2000m),工作面涌水量穩(wěn)定在420m3/h。基于預計結果,提出了工作面防治水建議。同時,本文的工作面涌水量動態(tài)預計方法是一種新的計算思路,對其他煤礦工作面均可采用這種新思路在未回采前,進行工作面在推進不同距離下的涌水量動態(tài)預計。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD742

【參考文獻】

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本文編號：1241845