风化泥岩裂缝涌水及扩展规律模拟试验研究

为了研究风化泥岩裂缝涌水及扩展变化规律,研发了一种岩石裂缝涌水扩展试验装置。通过对赵固一矿现场岩样进行干燥饱和吸水率、点荷载强度等试验分析了不同层位风化泥岩的物理性质,根据物理性质的差异制作了两组风化泥岩岩石试件,并采用X射线衍射(XRD)试验测试了试件的矿物组成成分。通过设置不同的注水压力和裂缝宽度对两组岩石试件进行风化泥岩裂缝涌水及扩展模拟试验,得出了试验含水层水压力和裂缝通道涌水量的变化规律,并探讨了注水压力、裂缝宽度和岩石物理性质对风化泥岩裂缝扩展的影响,总结出水流作用下风化泥岩裂缝扩展规律,对煤矿防治水提供参考。     

工作面来压与顶板突水的关系研究

以徐庄煤矿7199工作面为例,研究了工作面来压与顶板突水的关系。首先运用理论分析和现场实测的方法,确定7199工作面的初次来压步距为63.5 m,周期来压步距为30.5 m。其次分析了现场涌水量与工作面的来压情况。最后,运用相似模拟技术分析了采煤工作面来压前期、初次来压和周期来压阶段顶板裂隙、离层的发育规律,解释了来压期间顶板突水机理。     

带压开采煤层底板破坏深度数值模拟研究

伴随煤炭开采深度的加大,带压开采在深部矿井开采中的应用越来越广泛。以金庄煤矿北二盘区的首采面为工程背景,利用FLAC数值模拟软件分析煤层开采过程中底板应力及破坏特征,采用经验公式预计和现场地质雷达探测2种方法得到底板破坏深度。结果表明:煤层底板下0~10 m内岩体破坏较为严重,不具备阻水能力;煤层底板下10~25 m内岩体虽发生了局部破坏,具备一定的阻水能力。由经验公式预计和现场地质雷达探测得到底板破坏深度分别为22.36 m和25 m,综合3种测定结果,确定底板破坏深度为25 m。     

1706~(-1)工作面砂砾含水层下安全煤岩柱的留设

为了实现多伦协鑫煤矿1706-1工作面在水体下安全回采,通过"两带"高度经验公式预计、"两带"高度实测、相似模拟试验以及FLAC3D数值模拟确定工作面的垮采比和裂采比;根据安全煤岩柱的留设要求及基岩厚度,反算出工作面安全回采厚度。结果表明:选取实测值垮采比5.61、裂采比12.21预计工作面覆岩破坏"两带"高度较合理;工作面安全回采厚度分开切眼到分界线区域采放厚度为8.9 m和距停采线480 m的"底砾区"采放厚度为4.7 m 2个区域;预计1706-1工作面最大涌水量27.75 m3/h,正常涌水量25.66 m3/h远小于矿井排水设备的正常排水量,因此,不会造成淹矿井事故,工作面可正常回采。     

基于GMS软件的矿井涌水量预测

矿井涌水量的预测是制定防治水措施的依据,对矿井防治水有重要的意义。通过对朱仙庄煤矿十采区的水文地质条件进行研究,采用GMS数值模拟来预测各种放水情况下含水层的水位变化状态,并结合"大井法"预测工作面和采区的涌水量。结果表明:采用GMS数值模拟和"大井法"预测的结果相近,二者得到相互验证。