多煤層開采應力擾動下斷層煤柱留設研究.pdf

1、礦井水害對煤礦安全高效生產(chǎn)有著重大影響，地下采礦活動中，經(jīng)常會發(fā)生礦井突水事故，并且絕大多數(shù)的突水事故都和斷層有關。在煤層回采過程中，受采動影響斷層發(fā)生活化，容易發(fā)生突水事故。斷層的活化，導致附近應力場再次受擾動，進而對工作面的回采產(chǎn)生影響。所以在煤礦開采時都需留設一定寬度的安全煤柱。對于斷層煤柱留設，國內(nèi)外很多教授、專家做了大量的研究工作，取得很多有意義的研究成果。以往的研究主要是單一煤層開采斷層煤柱留設，本課題的研究主要針對多煤層開

2、采多次應力擾動下的斷層煤柱留設。在前人研究的基礎上，對斷層突水機理進行理論分析，建立力學模型，分析了兩種突水路徑情況下，斷層煤柱留設的計算公式。利用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，以淮南礦業(yè)集團潘三礦F24斷層、F20-1斷層為例。把斷層做成一個接觸面，模擬在斷層影響下多個工作面開采后，采場圍巖以及斷層附近應力、位移塑性區(qū)演化規(guī)律。分析斷層在多次采動影響情況下，工作面煤層礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，提出合理的留設斷層煤柱的方案。通過在潘三礦西三采區(qū)1642

3、(1)工作面運輸順槽和1612(3)工作面運輸順槽布置巷道位移觀測站，對受F24斷層和F20-1斷層影響下的工作面煤層回采進行礦壓規(guī)律觀測，對數(shù)值模擬結(jié)果進行驗證。主要研究成果如下:
　　(1)建立了斷層突水力學模型，分析兩種導水路徑情況下突水機理。求解出相應的解析解。(2)斷層和工作面之間的影響是相互的。隨著煤柱尺寸的減小，相互影響程度越來越明顯。當留設的煤柱尺寸越來越小，采場應力集中逐漸向斷層另一側(cè)轉(zhuǎn)移，斷層附近塑性區(qū)逐漸增大