突水溃沙通道分区及发育高度研究

根据浅埋煤层不同基岩厚度所面临的突水溃沙灾害威胁程度差异,须对不同溃沙通道类型进行科学划分,并提出突水溃沙灾害配套的专有名词,为制定针对性的灾害防治措施提供可靠的理论依据。鉴于导水裂缝带是从顶板水害防治角度提出的概念,对于新时期条件下的水砂溃涌灾害问题已经无法适用,因此必须寻求一种基于水砂溃涌灾害防治要求的新概念,通过对其发育规律及高度的研究,为揭示顶板突水溃沙机理奠定基础。据此,通过相似模拟分析了浅埋煤层覆岩破坏特征,将浅埋煤层开采后的覆岩发育形态自上而下划分为网络性裂缝带和冒落性裂缝带,自外向内划分为贯通性裂缝区和方向性裂缝区,即竖"两带"、横"两区",并从防治突水溃沙灾害角度出发,提出了导水沙裂缝带的概念;同时依据物理模拟实验结果建立了"导水沙拱"力学模型,运用结构力学、岩体力学和散体力学对导水沙裂缝带高度进行了理论推导,在得出4个解后,将涉及到的各参数取值区间代入到4个解中,最终确定导水沙裂缝带高度计算公式并,该成果为突水溃沙灾害防治体系提供了一定的理论依据,有效指导该类灾害的防治工作。

煤矿井下奥灰水突水危险区判别方法研究

为了有效地预测煤矿井下奥灰突水灾害,在MTI奥灰水监测预报方法基础上,提出了煤矿井下奥灰水突水危险区域的判别方法。该方法采用有限元方法对矿区以及周边区域煤层底板含水层建立渗流模型并且进行数值模拟计算,最终计算结果应用于霍州煤电集团李雅庄煤矿突水预测。结果表明:以所有节点突水危险判别指标平均值的10%、20%、30%作为界限,将计算区域划分为不同等级的突水危险区域。该预测方法适用于不同水文地质条件的矿区进行煤矿奥灰水突水危险预测。