基于岩体阻水能力测试的煤层底板突水评价方法.pdf

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1、第4O卷第1期煤田地质与勘探Vb1．40NO．12012年2月C0ALGE0匝0GY&EXP10R10NFeb．2O12文章编号：1001—1986(2012)01—0038-05基于岩体阻水能力测试的煤层底板突水评价方法王希良，张书国2，李水祥(1．石家庄铁道学院土木工程分院，河北石家庄050043；2．冀中能源股份有限公司邢台矿，河北邢台054021)摘要：以金牛能源股份有限公司邢台矿9号煤开采为例，对底板岩体质量及阻水性能进行了评价。首先分析了开采煤层的底板岩体地质结构，获取了岩石力学参数；进行了地

2、应力测试，掌握了该区域地应力性质；进行了矿山压力显现规律研究，获取了工作面的初次垮落步距、周期来压步距和来压强度；在综放和综采工作面进行了底板破坏深度测试，得到了不同开采条件下煤层底板破坏深度；采用三维非线性固一液耦合岩石水力学计算方法，以非线性数值模拟软件ANSYS为手段，建立了三维数值仿真模型，根据矿井水文地质、工程地质特征和开采技术条件，分4种工况，对不同开采阶段、不同深度煤层底板应力分布、破坏状态的影响进行了分析研究。数值模拟结果表明，从突水的必要条件(底板破裂带贯通)和充分条件(水平应力小于承压

3、水压力)来考察，在本次计算采用的工作面开采条件和正常的地质条件下，突水的可能性由大到小依此为：工况IV>工况III>工况II>工况I，由此为该矿首个9号煤工作面开采选择提供了依据。关键词：底板岩体；阻水能力；试验测试；ANSYS；突水评价中图分类号：TD741文献标识码：ADOI：10．3969~．issn．1001．1986．2012．01．009Evaluationmethodsofwaterinrushinflooronthebasisofrockwater-resistin~abilityWANG

4、Xiliang，ZHANGShuguoz，LIShuixiangz(1．CivilEngineeringSchoolofSh~jiazhuangRailwayInstitute，Shijiazhuang050043，China；2．HebeiJinniuEnergyCompanyLimited,Xin~ai054021，China)Abstract：Therockmassqualityandthewaterblockingperformanceinthefloorwasevaluated，withextr

5、actionofseamNo．9inXingtaicoalmineasanexample．FirstofaI1．analysisofgeologicalstructuresofcoalseamfloorwasconducted，andtherockmechanicsparameterswereobtained；thegroundstresswastested，thenatureofgroundstresswasgraspedinthisregion；Therockpressurebehaviorwasst

6、udied，thestepoftheinitialcollapseandstepofthepressurecycleofworkingfacewereobtained．Thedepthoffloordamageinfullymechanizedandcoaltop—coalminingfacewastested．Onthebasisoftheabove—mentionedstudy,byusingthree—dimensionalnon—linearsolid-liquidcouplingcalculat

7、ionofrockhydraulics，andbymeansofnon-linearnumericalsimulationsoftwareANSYS，three-dimensionalnumericalsimulationmodelwasestablished．Thestressdistributionofcoalseamfloorofdiferentstagesofminingwasstudiedaccordingtotheminehydrogeological，engineeringgeologica

8、lcharacter-isticsandconditionsofminingtechnology．NumericalsimulationresultsshowthatthepossibilityofinrushwaterwasasconditionIV>conditionIⅡ>conditionII>conditionI．thebasisforselectingthefirstcoalminingof9thcoalseamwa