【摘要】：針對(duì)工作面開采后頂板采動(dòng)破壞帶探測(cè)難題,為了掌握開采引起的頂板巖層裂隙發(fā)育高度,確保含水層下煤層安全開采,先采用經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)計(jì)、FLAC3D數(shù)值模擬等方法,對(duì)陽(yáng)城煤礦實(shí)際工作面頂板采動(dòng)裂隙發(fā)育高度進(jìn)行計(jì)算和模擬,再運(yùn)用"鉆孔雙端封堵測(cè)漏裝置"進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)計(jì)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,并使三者結(jié)果進(jìn)行相互比對(duì)。研究表明:(1)頂板采動(dòng)破壞帶發(fā)育高度的理論公式預(yù)計(jì)值為41.3m,數(shù)值模擬結(jié)果為33.92m,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果為37.67m;數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)所得結(jié)果基本接近,而經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)計(jì)的結(jié)果偏于保守,綜合考慮,確定該工作面頂板巖體采動(dòng)最大破壞高度為37.67m;(2)隨著工作面推進(jìn),頂板塑性區(qū)不斷增大,當(dāng)工作面推進(jìn)至90m時(shí),頂板巖體裂隙發(fā)育高度已經(jīng)達(dá)至上限值33.92m,此后不再增加,塑性區(qū)最大高度呈一條與煤層頂部近似平行的直線,且頂板塑性區(qū)變化與最大主應(yīng)力的變化趨勢(shì)一致;(3)從煤層傾向切面來(lái)看,頂板塑性區(qū)發(fā)育高度形狀近似成"馬鞍形",這與實(shí)際相吻合。綜上所述,該煤礦頂板采動(dòng)破壞高度模擬與實(shí)測(cè)結(jié)果,可指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn),并為礦井防治水提供重要的科學(xué)依據(jù),具有重要的實(shí)用價(jià)值。
[Abstract]:In view of the difficult problem of detecting the roof mining failure zone after mining, in order to grasp the height of crack development of roof strata caused by mining, and to ensure the safe mining of coal seam under aquifer, the methods of empirical formula prediction and FLAC3D numerical simulation are adopted first. The development height of roof fissures in Yangcheng coal mine is calculated and simulated, and the experimental formula prediction and numerical simulation results are verified by using "double end plugging and leak detection device of borehole". The results are compared with each other. The results show that: (1) the predicted value of theoretical formula for the height of roof mining failure zone is 41.3 m, the numerical simulation result is 33.92 m, and the field measured result is 37.67 m; The numerical simulation results are close to the field measured results, but the results predicted by the empirical formula are conservative. Considering comprehensively, it is determined that the maximum mining failure height of the roof rock mass of the working face is 37.67 m. (2) with the advance of the working face, the plastic area of the roof increases continuously. When the working face advances to 90 m, the height of the crack in the roof rock mass has reached the upper limit value of 33.92 m, and it has not increased since then. The maximum height of the plastic zone is approximately parallel to that of the top of the coal seam, and the change of the plastic zone of the roof is consistent with the change of the maximum principal stress. (3) the height shape of the plastic zone of the roof is similar to that of saddle, which is consistent with the actual situation. To sum up, the simulation and measurement results of roof mining failure height in this coal mine can guide coal mine safety production and provide important scientific basis for mine water prevention and control, and have important practical value.
【作者單位】： 山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51034003,51474137)
【分類號(hào)】：TD327.2;TD745.2

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本文編號(hào)：2374662