高承压水体上开采煤层底板潜在突水区动态演化数值模拟.pdf

高承压水体上开采煤层底板潜在突水区动态演化数值模拟.pdf

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1、第21卷第3期中国矿业V01.21,No.32012年3月CHINAMININGMAGAZINEMar.2O12高承压水体上开采煤层底板潜在突水区动态演化数值模拟陈陆望,刘金龙。,桂和荣。(1.合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;2.合肥学院建筑工程系,安徽合肥230022;3.宿州学院地球科学与工程学院,安徽宿州234000)摘要:以底板受石炭系太原组灰岩高承压含水层威胁的淮北芦岭煤矿1O煤为研究示范,利用有限元软件Plaxis8.2建立能模拟承压水压力的1O煤动态开采的数值模型,并考虑

2、冒落矸石密度、变形参数与强度参数随时间的变化,分析底板采动破坏带与潜在突水区域的时空分布及其影响因素。研究结果表明:正常开采条件下,底板破坏深度随工作面推进距离的加大而增加,推进到一定距离后将达到极大值;随着煤层倾角的增大,由于冒落岩体的充填效应,开采冒落区导水裂隙提前闭合,潜在突水区域变小,并逐步集中于新近采空区;承压水压力越大,底板裂隙扩展并最终相互沟通的可能性越大,当承压水压力处于高值时,突水随时可能发生。关键词:数值模拟;高承压水体;底板破坏;潜在突水区中图分类号:P641.135文献标识码:B文章

3、编号:1004—4051(2O12)03—0081—04Numericalsimulationofevolutionofpotentialwaterinrushareaincoalseamflooronthetopofhigh—confinedaquiferCHENLu—wang,LIUJin—long。,GUIHe—rong。(1.SchoolofResourceandEnvironmentalEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,Chin

4、a2.DepartmentofCivilEngineering,HefeiUniversity,Hefei230022,China;3.SchoolofEarthSciencesandEngineering,SuzhouUniversity,Suzhou234000,China)Abstract:ModeledforthestudyonNo.10coalseamofLulingCoalinHuaibei,whoseseamflooristhreatenedbyhigh—confinedaquiferofCa

5、rboniferousTaiyuanFormationlimestone,thefiniteelementsoft—warePlaxis8.2isadoptedtOestablishnumericalsimulationwhichcansimulatethedynamicminingofNo.10coalseamonthetopofconfinedacquifer,consideringtherooffallingrockdensity,thechangeofde—formationparametersan

6、dstrengthparameterswithtime.Thespatialandtemporaldistributionandaffectedfactorsoffloorfailurezoneandpotentialwaterinrushareaareanalyzed.Theresultsshowthattherupturedepthoffloorwillincreasewiththeadditionofadvancingdistanceofworkingfaceinthenormalmining,the

7、nitwillreachamaximumvaluewhenworkingfacereachacertaindistance;andthatwaterconductedcrackofcollapsedzoneclosesaheadwiththeincreaseofcoalseamdipbecauseofthefillingeffectofrooffailingrock,andpotentialwaterinrushareabecomessmall,andgraduallyfocusesontherecentg

8、oaf;andthatthegreaterthepressureofhigh—confinedaquiferis,thegreaterthelikelihoodofcrackpropagationandultimateconnectionwitheachotheris,andwhenthepressureofconfinedaquiferisinthehighvalue,waterinrushmayoccurat

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