為探索禹州煤田西南部云蓋山煤礦二礦軟煤、軟底和硬頂（簡稱"兩軟一硬"）及開采煤層厚度變化較大的不穩(wěn)定煤層頂板垮落帶和導(dǎo)水斷裂帶發(fā)育高度,采用現(xiàn)場鉆孔成像技術(shù)、經(jīng)驗公式類比分析和數(shù)值模擬綜合研究方法,對該礦23301采煤工作面頂板覆巖垮落帶、導(dǎo)水斷裂帶高度進行了分析,獲得了工作面在非充分采動垮落和充分采動垮落條件下"兩帶"高度量化取值,垮落帶最大高度為14. 4 m,導(dǎo)水斷裂帶最大高度為50. 0 m,認為現(xiàn)場鉆孔成像技術(shù)可用于采動覆巖"兩帶"發(fā)育高度的計算。研究結(jié)果對研究區(qū)預(yù)采掘頂板水害防治及頂板支護具有較重要的參考價值。 

【文章來源】：礦業(yè)安全與環(huán)保. 2020,47(01)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

現(xiàn)場實測“兩帶”高度對比圖

為進一步增加對比性和可靠性，根據(jù)煤層開采情況，結(jié)合鉆孔資料，將研究區(qū)內(nèi)巖層按巖性和完整性劃分為灰?guī)r、泥巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖、二1煤、中粒砂巖、細粒砂巖和粗粒砂巖共10個工程地質(zhì)巖組，從下到上劃分為23層地層，實測“兩帶”測試鉆孔位置處的二1煤層厚度為4.0 m左右，沿走向方向建立頂?shù)装逯饕绊憥r層的工程地質(zhì)模型，如圖4所示。以煤層底板基點為坐標原點O，以煤層底面為xOy平面，傾斜水平投影方向為x正方向，煤層走向為x方向，垂直向上為z軸正方向建立三維坐標系統(tǒng)。模型空間范圍取包含測試鉆孔在內(nèi)的200 m×120 m的區(qū)塊，高93 m，煤層厚度4 m，頂板厚度取72 m，底板厚度取17 m。

該軟件一般可通過塑性區(qū)分布特征來判斷破壞問題，研究區(qū)數(shù)值模擬塑性區(qū)分布云圖見圖6。由圖6可以看出，完全開采后，不論沿開采長度方向還是寬度方向，工作面在開采煤層頂?shù)装搴兔罕谇胺骄a(chǎn)生明顯的破壞。具體表現(xiàn)為在工作面兩側(cè)以剪切屈服為主，在采空區(qū)中部頂板以拉張屈服為主，整個上覆巖層的屈服破壞區(qū)域呈現(xiàn)出一個不太規(guī)則的“馬鞍”形狀，在工作面開切眼上部和終采線上部覆巖破壞高度最大。煤層開采后，在煤層頂板以上14.4 m區(qū)域內(nèi)，煤層頂板呈面狀破壞，采空區(qū)中部為拉張破壞，四周為剪切破壞，且破壞較為嚴重。隨著頂板高度增加至14.4 m之后，頂板破壞范圍及形式逐漸發(fā)生變化，采空區(qū)上方的拉張破壞消失，破壞開始以剪切破壞為主，根據(jù)模型尺寸，直至頂板以上49.0 m處破壞消失。結(jié)合模型尺寸并通過對不同深度塑性區(qū)變化特征分析，可以判斷頂板垮落帶高度約為14.4 m，導(dǎo)水斷裂帶高度約為49.0 m。

【參考文獻】：
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本文編號：3097338