弱胶结地层条件下工作面溃水溃砂规律模拟研究

石磊

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针对工作面开采过程中上覆弱胶结古近系砂砾岩含水层易导致溃水溃砂事故的问题,以西部某矿井21-1煤层开采过程为研究背景,研究确定了安全开采煤层厚度,以降低工作面发生溃水溃砂事故的可能性.利用离散元颗粒流PFC3D软件构造工作面三维模型,依据工作面现场测得的宏观参数,通过宏细观参数转换公式转换成细观参数导入三维模型中,模拟工作面在开采厚度为2、4、6、8m时水砂混合物流动的情况,从而分析工作面发生溃水溃砂灾害的可能性.结果表明:从溃水溃砂通道发育过程及含水层水压变化2个角度分析,煤层开采厚度为2、4m时,溃水溃砂通道没有贯通到工作面,含水层水压还存在一定的压力,此时发生溃水溃砂事故的概率较小,而煤层厚度为6、8m时,工作面与砂层之间竖向裂隙出现贯通,溃水溃砂通道形成,含水层水压在最终开采阶段逐渐降低至0,工作面发生溃水溃砂等灾害的概率较大,因此选择最优开采煤厚是降低溃水溃砂事故发生可能性的有效措施.研究为相似矿井工作面选取开采煤层厚度与防治溃水溃砂灾害提供理论支持.

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来源
《煤炭科学技术》 |2020年第7期|347-353|共7页
作者
石磊;
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作者单位

煤炭科学研究总院北京 100013;

中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安 710054;

陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安 710077;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类矿山水灾的预防和处理;
关键词
弱胶结地层; 水砂混合物; PFC3D; 溃水溃砂;

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