南陽湖下12下煤層安全開采技術研究與應用.pdf

1、在充分掌握國內(nèi)外水體下開采的理論成果和實踐經(jīng)驗的基礎上，從水體下特殊開采的特點出發(fā)，針對軍城煤礦煤層賦存條件，分析了礦井含水層、隔水層的特征和分布規(guī)律;以軍城煤礦為工程實踐背景，對覆巖破壞高度的力學機理進行分析，采用水平拉伸變形分析法計算得到導水裂隙帶高度的理論值。
　　采用FLAC3D數(shù)值模擬方法對12下煤層導水裂隙帶的動態(tài)發(fā)育規(guī)律進行預測，得到工作面傾向與走向方向覆巖移動破壞規(guī)律，同時在覆巖中布置基點，記錄各基點的水平位移以驗

2、證水平拉伸變形分析法的正確性;然后對軍城煤礦南陽湖下開采進行安全可行性研究，分析礦井充水因素，計算礦井涌水量，進而確定防水安全煤巖柱高度，制定相應的防治水措施。
　　以31203工作面為例，對湖下開采進行安全開采技術分析。通過“鉆孔分段注水法”得到導水裂隙帶高度的實測值，制定工作面回采的安全保障性措施，保證工作面安全生產(chǎn)。軍城煤礦31203工作面的安全回采，證明研究結論是可靠的、預計結果是準確的，同時也說明研究方法和技術路線可行性

3、，得出了如下結論:
　　(1)通過對覆巖破壞力學機理分析，確定采用水平拉伸變形分析法判斷裂隙帶內(nèi)的軟弱巖層受采動影響后的水平拉伸變形值是否達到臨界值（2mm/m），以軍城礦實測地質資料為基礎，分析得到導水裂隙帶發(fā)育最高點在11號泥巖中，其對工作面導水裂隙帶的發(fā)展起了主要的抑制作用，導水裂隙帶的發(fā)展將中止在此巖層中。
　　(2)采用FLAC3D數(shù)值模擬，得到工作面覆巖應力、圍巖塑性區(qū)破壞分布規(guī)律以及覆巖破壞的動態(tài)發(fā)育過程，確定

4、導水裂隙帶模擬高度約為26m，其在傾斜方向上呈正態(tài)“馬鞍型”形態(tài)，在走向方向上呈偏態(tài)“馬鞍型”形態(tài);然后在覆巖中布置基點，確定導水裂隙帶頂點(26m)處基點的水平拉伸變形值保持在2mm/m內(nèi)，驗證了采用水平拉伸變形分析方法確定工作面導水裂隙帶高度的正確性。
　　(3)通過對軍城煤礦水文地質條件進行分析，確定礦井的充水因素，得到了礦井的最大涌水量882m3/h;根據(jù)理論計算、數(shù)值模擬結果以及防治水規(guī)定，最終確定12下煤層的防水煤巖柱