斷層附近煤層開采防水煤柱留設的相似材料模擬分析.pdf

1、針對斷層防水煤柱合理留設問題，采用相似材料模擬實驗的方法，對斷層附近煤層采動礦壓變化和覆巖變形規(guī)律進行了一定研究分析。主要內(nèi)容有：
　　(1)以相似理論、模擬原型的地質(zhì)構(gòu)造條件和巖石力學性質(zhì)為依據(jù)，制作了體積為長×寬×高=3m×0.3m×1.1m的平面相似材料模型，模擬了斷層附近不同煤厚下工作面推進過程中的煤層采動圍巖應力變化和變形破壞特征，并對實驗過程中采集到的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象進行了整理分析。
　　(2)得出了斷層影響下

2、不同采厚對覆巖礦壓變化及變形破壞的影響規(guī)律：①煤層開挖會促使斷層上盤巖體向采空區(qū)方向移動，造成斷層面法向壓力減小。斷層面法向壓力減小的區(qū)域與采厚有關，采厚2m時，距煤層頂板65m以上的斷層面法向壓力小于原巖應力；采厚6m時，煤層頂板20m以上的整個斷層面法向壓力都小于原巖應力。②采厚越大，覆巖中沿工作面方向拉張應變越大；對于同個測點，煤厚從2m變?yōu)?m時，拉張應變從數(shù)值上增大2～9倍。③煤層上部斷層面附近巖體位移量隨采厚的增大而增大，但

3、兩者沒有線性關系，此次模擬的煤厚為3倍關系，而位移量只有1～2倍。④采厚越大，采動對斷層的穩(wěn)定性影響越大。采厚2m時，斷層面張裂隙最終發(fā)育至距煤層頂板高度為57m；采厚6m時，裂隙距煤層項板高23m。
　　(3)得出了不同寬度煤柱情況下(采厚2m時)礦壓分布及覆巖變形破壞的影響：①隨著煤柱寬度的減小，工作面前方煤層頂板中壓力均明顯增大，壓力峰值位置向前方煤巖體中轉(zhuǎn)移，且煤柱愈窄，壓力增大愈高。在工作面推進方向上，煤層頂板巖層壓力峰