某工作面断层上盘防水煤柱留设数值模拟研究.pdf

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1、煤矿现代化2014年第5期总第122期某工作面断层上盘防水煤柱留设数值模拟研究刘佳庆，刘志远(大唐国际发电股份有限公司内蒙古分公司五间房煤矿工程部，内蒙古锡林浩特026000)摘要由于地质钻孔数量有限，未能对断层含导抽陛进行有效分析，导致既不导水又不含水的断层留设了较大煤柱，严重影响工作面设计和生产系统布置，降低了煤炭采出率，不利于资源的充分开采利用。为此针对该矿YF20—3断层防水煤柱留设进行研究，以期能够采出呆滞煤炭储量，提高煤炭采出率，对于充分利用挖掘资源，稳定产量，延长矿井服务年限，实现可持续发展，具有重要的现实意义。关键词上盘断层；防

2、水煤柱宽度；数值模拟中图分类号：TD822．1文献标志码：B文章编号：1009—0797(2014)05—0085—03在这种情况下，断层防水煤柱须要保证屈服区与断1工作面概况裂区之间留有足够的安全煤柱，以免工作面发生煤13下04工作面井下位于某矿一采区集中胶带下柱失稳突水，其主要由断层影响区、有效隔水区和矿山的东侧，北面为13下02工作面，已回采完毕，东面压破坏影响区组成。为了合理确定断层上盘防水煤为断层YF33防水煤柱，南面为断层YF20防水煤柱尺寸，现场及实验室测试得到的相关参数和计算柱。具体位置及井上下关系如表1所示。涉及的其他参数如下

3、：表11304工作面井上下关系表=33。，入=0．76，h=46m，0=70。，d=2．0，13"zi=34MPa，C=I．OMPa，B=0．24，H=530m。L=h粥+0．5KM对位置在⋯原沈⋯营村⋯北⋯90⋯，⋯地面为一农⋯田。回采对地由于13T02工作面已回采，经观测地面沉降对地面的影响不是堂墅堡!j+tan)13+tan25#下估晋13F04工作面井下位于一采区集中轨道下山的东侧，北面为13l0．00492MHl菇虹尼睬完’腓酌断走度l1601220／1190倾斜长度(m)70,150、203、222面积(m：)233971．7in3

4、YF20—3断层上盘防水煤柱留设数值模拟13下04工作面的地质构造比较复杂，由于受到断层YF20等的影响，构造相对复杂，断层较多。13下为了对计算结果进行验证，采用FLAC3D软件04工作面上顺槽共揭露断层9条，下顺槽共揭露断对13下O4工作面综放条件下断层煤柱留设宽度优层15条，切眼共揭露断层8条。化进行模拟计算分析。主要分析工作面周围岩体及影响工作面正常回采的主要是3下煤顶、底板砂断层所留设煤柱的应力演化及变形破坏规律，并在岩含水层。3下煤层顶板砂岩易在构造发育处发生揭获知综放面条件下断层留设煤柱变形原因及破坏根露型突水，以淋水方式涌出；3

5、下煤层底板砂岩水则源的基础上，进一步探求综放条件下断层煤柱的留多以渗透性涌出。由于上述两砂岩含水层均以静储设宽度问题。量为主，补给条件差，易疏干，仅在初始时水量较大，3．1模型建立恶化生产作业条件，对安全生产不会造成威胁。根据3下煤在所处区域的实际地质条件，建立倾l3下O2工作面已回采完毕，采空区存在大量积斜方向长度为380m(x方向)，走向方向长度为水，在13下04上顺槽掘进过程中已超前疏放13下600m(Y方向)及垂直方向长度为71m(Z方向)的三02采空区积水，累计放出水量约80000m，，现在13下维计算模型，即三维计算模型大小为312

6、m×600mX02采空区积水已放到安全标高以下，对生产无较大71m，模型共有43740个单元，51677个节点。为了提影响。高计算精度，工作面、断层及巷道周围网格进行加密处理，其他部分网格成发散状，具体网格划分如图12YF20—3断层上盘防水煤柱理论计算所示。模型的两侧面(水平方向)采用水平位移约束，模型底面采用垂直方向及水平方向位移约束，模型由于断层倾角较大(7o。>}+2=}+等)，上部边界为应力边界，所施加荷载等效上覆岩重。·85·