本文關(guān)鍵詞：檸條塔煤礦S1224工作面涌水量動態(tài)數(shù)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(zhì)條件總體比較復(fù)雜,特別是檸條塔煤礦南翼更為復(fù)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(yù)測,對S1224工作面防治水工作有很強的指導(dǎo)意義。本文主要從檸條塔煤礦南翼的地質(zhì)、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)資料入手,以檸條塔煤礦南翼S1224工作面為主要研究重點,應(yīng)用巖土水力學(xué)理論和數(shù)值模擬手段實現(xiàn)了在推進不同距離下工作面涌水量的動態(tài)變化預(yù)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(dǎo)水通道,即導(dǎo)水裂隙帶。通過巖體水力學(xué)理論建立了裂隙巖體滲透系數(shù)與應(yīng)力的關(guān)系,并進一步推導(dǎo)了采動巖體應(yīng)變與滲透系數(shù)的關(guān)系�；贔ISH語言,在FLAC3D流固耦合計算中實現(xiàn)了基于裂隙巖體滲透系數(shù)與巖體應(yīng)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(jié)果表明,工作面推進過程中上覆巖層的垂直滲透系數(shù)增大區(qū)和水平滲透系數(shù)增大區(qū)的形態(tài)和發(fā)育范圍均不同。垂直滲透系數(shù)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(cè)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(zhì)數(shù)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(yù)計,結(jié)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�；陬A(yù)計結(jié)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(yù)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(yù)計。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD742

【參考文獻】

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本文編號：1241845