导水裂隙带高度的数值模拟分析及实测

通过单轴压缩实验获取岩石力学参数,采用经验公式对浅埋薄煤层工作面导水裂隙带进行理论预计,使用FLAC3D软件进行数值模拟,并使用双端堵水器进行现场实测对模拟结果进行验证。研究表明,采空区上覆岩由于受到剪切力和张拉力发生塑性破坏而产生贯通裂隙,而弯曲带岩土层仍处于弹性状态,通过塑性区的破坏范围能够较为准确的判断导水裂隙发育最大高度,相比现场实测能大量减少对人力、物力的投入,为矿井安全生产提供有效指导。     

导水裂隙带发育高度数值模拟研究

基于某矿工作面实际地层剖面资料,建立计算模型,采用大型非线性有限元结构分析软件对煤层开采引起的采动效应进行模拟;并对煤层采动后的顶板岩层应力场进行分析,结合岩体强度准则最终确定工作面煤层采后导水裂隙发育规律及高度.经与矿区、井田等导水裂隙带高度经验计算公式预计结果对比,发现较为吻合.     

近距离煤层开采导水裂隙带发育高度数值模拟研究

为解决邵寨煤矿2号、5号煤层重复采动面临的覆岩破断及两带发育高度问题,以及研究此情形下导水裂隙带演化规律,运用数值模拟计算方法,采用3DEC数值模拟软件,通过对近距离煤层条件下工作面的回采进行模拟实验,获得导水裂隙带的演化趋势,以及工作面回采结束后的两带最终发育高度。模拟结果表明,导水裂隙带高度沿工作面倾向是从零开始逐渐增加的,最终当工作面回采360 m时,导水裂隙带高度增加至100 m,而走向导水裂隙带初始为煤2层采动造成的高度为78 m,随着煤5层的回采导水裂隙带高度保持不变,当工作面回采至220～260 m时向上延伸至100 m,随后继续保持稳定,导水裂隙带最终发育高度为100 m,贯穿了延安组岩层达到安定组岩层但并未到达洛河组含水层,可以保障井下的安全生产。     

南阳煤矿两带高度UDEC数值模拟研究

以南阳煤矿3207工作面为背景,为确定该工作面的导水裂隙带高度,运用UDEC数值模拟软件,模拟南阳煤矿3207综采工作面采用常规50 m煤柱开采和巷旁支护深孔爆破切顶2种情况下冒落带和裂缝带的高度。结果表明:受关键层影响,2种方式的导水裂隙带高度是一致的,巷旁深孔爆破切顶能使冒落带高度大大增加。现场试验结果证明了深孔爆破切顶导致冒落带高度增加和上覆裂缝带厚度减小,减小了裂缝带"砌体梁"结构对留巷的旋转挤压作用,保证了留巷的稳定性。     

覆岩裂隙带发育高度数值模拟与探测

根据锦丘煤矿开采技术条件和围岩力学参数等,建立了力学模型,运用三维显式有限差分法软件Flac3D对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的应力、位移和破坏情况进行了数值模拟,由此确定了覆岩导水裂隙带高度。用经验公式对导水裂隙带高度进行了计算,并采用钻孔分段注水法对裂隙带高度进行了现场探测验证,证明数值模拟方法能提供较为理想的预测精度,从而为确定覆岩导水裂隙带高度提供了一种新的且简易可靠的方法。     

五沟煤矿1011工作面开采“两带”高度发育的数值模拟分析

在分析五沟井田地质条件基础上,利用FLAC软件对开采引起的煤层顶板覆岩运移进行了模拟。据此分析研究了工作面覆岩破坏规律,确定了"两带"发育高度,利用简易水文观测法对模拟计算结果进行了验证,得出了1011工作面两带发育高度和规律的结论。     

覆岩裂隙带发育高度数值模拟和现场实测

根据武所屯煤矿开采技术条件和岩石力学参数等,建立数值计算模型,运用数值模拟软件FLAC3D对上覆岩层随工作面推进时的塑性区破坏、应力分布,以及垂直位移变化情况进行数值模拟,采用应力判别法确定覆岩导水裂隙带高度,并采用经验公式法和现场实测对覆岩破坏高度进行了验证,结果表明:采用数值模拟的方法预测覆岩破坏高度具有较高的准确性和优越性。     

近距离煤层采后覆岩导水裂隙带高度数值模拟研究

山东赵坡煤矿为安全开采煤炭资源,采用经验公式预计和计算机数值模拟方法,分别研究了单独开采12下#煤层后及全采12下#煤层、14#煤层两近距离煤层后覆岩导水裂隙带高度。采用经验公式计算出的两值分别为33.7m和41.2m;采用计算机模拟方法计算出的两值分别为35.6m、41.7m。两种计算方法所得结果基本一致。     

马堡矿8204工作面覆岩“三带”高度数值模拟研究

根据马堡矿8204工作面实际情况,建立了工作面三维立体数学模型,运用Flac数值模拟软件对采场顶板逐步破坏及垮落带和裂隙带随工作面的推进动态变化过程进行数值模拟,得到随着工作面的推进垮落带和裂隙带的高度不断上升最后达到稳定的规律及稳定后垮落带和裂隙带的高度为11~33 m的结论。并通过现场对顶板走向长钻孔抽采效果的监测结果判断模拟结果与实际高度基本相符,为马堡矿邻近层瓦斯抽采提供了可靠的理论依据。     

厚、薄覆岩两带高度发育特征数值模拟研究

显式拉格朗日差分是80年代出现的一种新的数值分析方法,已成功地运用于边坡工程、挡土墙设计及围岩支护等方面。尝试将其应用于综采放顶煤条件下两带高度即冒落带和裂隙带高度的预测,并基于龙东矿7125综放工作面的模拟,对比分析了覆岩厚、薄对两带高度的影响。结果表明覆岩越薄,两带高度越小,对提高开采上限具有积极的意义。     

综采工作面覆岩破坏高度实测研究

确定导水裂缝带发育高度对于确保煤矿水体下安全生产以及地表水、地下水资源等的保护都具有十分重要的意义。陕蒙交界处某煤矿为了确保生产安全,在2201综采工作面上方,布置了2个钻孔,采用钻孔冲洗液消耗观测法和钻孔电视观测法,对覆岩破坏状态进行了实测。通过对实际观测资料的总结分析,获得了该区综采条件下的导水裂缝带、垮落带发育规律并进行了相关对比研究,研究成果为条件类似矿井缩小防水煤柱、提高采煤上限等提供了参考。     

祁东煤矿3_224工作面开采“两带”高度发育特征的数值模拟

在分析祁东井田地质条件基础上,利用RFPA2D分析系统对不同地应力条件下,由于煤层开采引起煤层顶板覆岩发生的损伤演化和应力场调整的过程进行了有限元分析。据此分析研究了工作面覆岩破坏规律,确定了"两带"发育高度。利用简易水文观测法得到的"两带"发育高度值对模拟计算结果进行了验证,得出了3224工作面两带发育高度和规律的结论。     

1262(1)工作面导水裂隙带发育高度的数值模拟研究

分析了1262(1)工作面煤层赋存特征,建立了工作面的三维地质模型;以煤层顶板岩石的力学试验结果为参数,利用FLAC3D软件对开采引起的煤层覆岩运移进行了数值模拟;分析了开采过程中煤层覆岩的位移和应力分布规律,讨论了工作面煤层顶板的破坏形式及变形特征.     

不同倾角煤层开采覆岩破坏规律数值模拟

通过数值模拟,分析了不同倾角煤层开采对覆岩破坏及导水裂隙带发育规律的影响。根据位移等值线图分析得出,随着煤层倾角逐渐增大其沉降位移有增大趋势;根据应力图分析可知,导水裂隙带的厚度随着煤层倾角的增大,也呈现一定程度的增加趋势。该结论为工程实践和采矿安全提供了理论依据。     

综放工作面导水裂隙带高度分布式光纤监测技术

为了确定荫营煤矿150313综放工作面导水裂隙带发育高度,本文采用数值模拟和现场实测方法对覆岩变形特征进行研究。数值模拟结果表明,150313工作面垮落带高度为26 m,垮采比为3.59;裂隙带发育高度为85.8 m,裂采比11.87。工作面导水裂隙带高度井下观测试验共布置3个分布式光纤监测钻孔,采用BOTDR技术对工作面回采过程中覆岩变形特征进行测试。监测结果表明：分布式光纤监测技术可准确监测覆岩变形与移动特征,测试覆岩“两带”的高度。传感光缆光损耗较大的点或者断点所处的层位对应于工作面垮落带高度,起裂临界应变位置对应于工作面裂隙带高度。根据现场测试结果可知,150313综放工作面覆岩垮落带高度为28.51 m,垮采比为3.94;导水裂隙带的高度为75.44 m,裂采比10.43。研究成果可为类似条件矿井顶板水害防治和水资源保护提供参考。     

厚基岩浅埋煤层采场覆岩破坏规律研究

利用有限差分法FLAC3D软件以某矿为背景,结合矿井实际地质条件,建立数值模型,模拟采动影响下的覆岩破坏变化情况。通过模拟结果分析得出的垮落带高度和导水裂隙带高度与经验公式计算所得的数值基本吻合。     

草湾沟煤矿导水裂隙带发育高度预计与数值模拟

以榆神矿区草湾沟煤矿3-1号煤层为例,分别采用理论计算和数值模拟实验对该煤层导水裂隙带发育规律及最大高度进行研究。得出理论公式计算和数值模拟实验的结果具有较好的一致性,3-1号煤层开采产生的导水裂隙带不会对矿区关键含水层产生影响,导水裂隙带最大高度在60 m左右更为可靠。