采动影响下断层活化导水数值模拟研究

文章通过分析采动过程中断层带的力学特征及渗流变化规律,结合弹性力学及裂隙介质水动力学知识,推导出断层活化导水的必要条件:地下水水压P大于断层破碎带最小主应力σ3,断层的应力屏障效应导致断层带附近出现应力集中和高应力梯度,这是断层活化前的一个明显特征。数值模拟结果一方面反演了2321工作面F4断层活化导水过程,验证了断层活化导水必要条件的可靠性;另一方面显示当2313工作面开挖至距F6断层面27m时达到活化导水临界状态,当开挖至距断层面17m时F6断层可能发生活化导水。

采动断层活化导水特征分析与实验研究

断层活化导水是煤矿突水的一种重要形式,具有较强的危险性和隐敝性.根据裂隙介质水动力学理论,提出了断层附近原始导升带内的地下水压力大于断层面的法向应力是断层活化导水的必要条件,开采作用导致地下水压力与地应力失去原有平衡是断层活化导水的诱因.研究结果表明:对于不导水的岩样裂隙,当注水压力大于围岩压力时出现渗流现象.葛亭煤矿井下注水试验显示当注水水压力达3.5MPa(数值模拟该处的地应力值2～4MPa)时F6断层活化导水.理论分析、室内试验和现场试验结果具有一致性.

大断层采动“活化”导水特性研究

煤层回采引起的断层"活化"导水是矿井突水的一种重要形式,具有很高的危险性和隐敝性。依托具体的工程背景,建立简化的力学模型和数值模型,根据弹塑性力学和裂隙介质水动力学理论分析不同推进距离时断层面上的主应力和法向应力变化情况,并通过模拟计算得出回采过程中应力变化与塑性破坏特征。研究结果表明,新集矿区F10大型断层在煤层推进至距断层20 m位置时开始有"活化"趋势,断层带岩体位移值陡增到0.05 m,距10 m时断层面主应力急剧增大,峰值应力向浅部转移,断层带发生明显位移,孔裂隙扩张。为保证生产安全,需预设30 m防水煤柱,避免煤岩体突水通道沟通主干断层及承压含水层,该研究成果可为矿井生产提供一定的参考价值。

内蒙古大饭铺煤矿掘进工作面出水机理分析及防治水措施

内蒙古大饭铺煤矿61111掘进工作面掘进至1156m处遇到断层,工作面发生涌水,造成运输巷掘进前方巷道冒顶,为明确出水水源及对工作面掘进的影响,进行了井下掘进工作面富水性探测和出水水源判别,对工作面掘进出水机理进行了分析,预计了工作面涌水量,在保证技术可行和生产安全的前提下,制定了防治水安全措施,为工作面顺利掘进提供依据。