基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术

题正义, 张峰, 秦洪岩, 朱志洁

题正义, 张峰, 秦洪岩, 朱志洁. 基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术[J]. 煤田地质与勘探, 2019, 47(1): 138-143. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.01.021
引用本文: 题正义, 张峰, 秦洪岩, 朱志洁. 基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术[J]. 煤田地质与勘探, 2019, 47(1): 138-143. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.01.021
shu
TI Zhengyi, ZHANG Feng, QIN Hongyan, ZHU Zhijie. Risk judgment technology of water accumulation in overlying goaf based on plate shell and fracture mechanics theory[J]. COAL GEOLOGY & EXPLORATION, 2019, 47(1): 138-143. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.01.021
Citation: TI Zhengyi, ZHANG Feng, QIN Hongyan, ZHU Zhijie. Risk judgment technology of water accumulation in overlying goaf based on plate shell and fracture mechanics theory[J]. COAL GEOLOGY & EXPLORATION, 2019, 47(1): 138-143. DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.01.021
shu

 

基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术

  • 1. 辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁 阜新 123000;

  • 2. 华北科技学院安全工程学院，北京 101601

基金项目: 

国家自然科学基金项目（51704148）

详细信息
    作者简介:

    题正义,1957年生,男,吉林舒兰人,教授,博士生导师,从事特殊条件下开采相关研究工作 E-mail:tizy1957@163com

  • 中图分类号: TD12;P64

Risk judgment technology of water accumulation in overlying goaf based on plate shell and fracture mechanics theory

  • 1. School of Mining, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China;

  • 2. Safety Engineering Institute, North China Institute of Science and Technology, Beijing 101601, China

Funds: 

National Natural Science Foundation of China(51704148)

摘要

    摘要
  • 摘要: 为避免山西临汾胜利煤矿10号煤层采动过程中受上覆6号煤层采空区透水的威胁，利用板壳理论、断裂力学理论分别建立导水裂隙带高度和底板破裂深度的力学模型，计算10号煤层Ⅰ—Ⅵ区开采过程中导水裂隙带高度分别为46.77 m、48.86 m、56.05 m、56.14 m、56.33 m和55.20 m，6号煤层Ⅰ—Ⅳ区的破裂带影响深度分别为1.57 m、1.14 m、1.85 m和1.26 m。通过构建上覆煤层采空区积水危险性类型的划分准则，对10号煤层采动过程中受到上覆6号煤层采空区积水的危险性进行判定分析，结果表明：6号煤层Ⅰ—Ⅳ区对10号煤层的积水危险性类型均为突水型，会对10号煤开采过程产生安全威胁；6号煤层的不可采区域对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的影响类型为原岩渗透型，对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的回采不会构成危险性。
    Abstract: In order to avoid the threat of water penetration from the goaf of overlying seam No.6 during mining seam No.10 in Shengli coal mine of Linfen, Shanxi, plate-shells theory and fracture mechanics theory were used to establish the mechanics model of the development height of water-conducting fissure zone and the rupture depth of the floor. The water conducting fissure zone developmental height in districts I-VI of coal seam 10 is 46.77 m, 48.86 m, 56.05 m, 56.14 m, 56.33 m and 55.20 m, and the rupture zone depth of the floor in districts I-IV areas of coal seam 6 is 1.57 m, 1.14 m, 1.85 m and 1.26 m. By structuring criteria for water accumulation risk classification of overlying goaf and to determine the risk of accumulated water in the goaf of coal seam 6 during the mining process of coal seam10, the determination result shows that the water accumulation risk in districts I-IV areas of coal seam 6 is of the type of water inrush for seam 10, and would threaten the mining of coal seam10. The influence of the unminable area of seam 6 on the districts V-VI of seam 10 is of permeability of primary rock, and wouldn't threaten the coal extraction in the districts V-VI of coal seam 10.
    • HTML全文
    • 参考文献(16)
  • [1] 钱鸣高. 煤炭的科学开采[J]. 煤炭学报,2010,35(4):529-534.

    QIAN Minggao. On sustainable coal mining in China[J]. Journal of China Coal Society,2010,35(4):529-534.
    [2] 李永明. 水体下急倾斜煤层充填开采覆岩稳定性及合理防水煤柱研究[D]. 徐州:中国矿业大学,2012.
    [3] 李涛. 陕北煤炭大规模开采含隔水层结构变异及水资源动态研究[D]. 徐州:中国矿业大学,2012.
    [4] 符辉. 矿井突水及避灾仿真算法的研究与实现[D]. 北京:中国矿业大学(北京),2013.
    [5] 乔伟,李文平,李小琴. 采场顶板离层水"静水压涌突水"机理及防治[J]. 采矿与安全工程学报,2011,28(1):96-104.

    QIAO Wei,LI Wenping,LI Xiaoqin. Mechanism of "hydrostatic water-inrush" and countermeasures for water inrush in roof bed separation of a mining face[J]. Journal of Mining and Safety Engineering,2011,28(1):96-104.
    [6] 施龙青,辛恒奇,翟培合,等. 大采深条件下导水裂隙带高度计算研究[J]. 中国矿业大学学报,2012,41(1):37-41.

    SHI Longqing,XIN Hengqi,ZHAI Peihe,et al. Calculating the height of water flowing fracture zone in deep mining[J]. Journal of China University of Mining and Technology,2012,41(1):37-41.
    [7] 陈荣华,白海波,冯梅梅. 综放面覆岩导水裂隙带高度的确定[J]. 采矿与安全工程学报,2006,23(2):220-223.

    CHEN Ronghua,BAI Haibo,FENG Meimei. Determination of the height of water flowing fractured zone in overburden strata above fully mechanized top coal caving face[J]. Journal of Mining & Safety Engineering,2006,23(2):220-223.
    [8] 许家林,朱卫兵,王晓振. 基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法[J]. 煤炭学报,2012,37(5):762-769.

    XU Jialin,ZHU Weibing,WANG Xiaozhen. New method to predict the height of fractured water-conducting zone by location of key strata[J]. Journal of China Coal Society,2012,37(5):762-769.
    [9] 王晓振. 松散承压含水层下采煤压架突水灾害发生条件及防治研究[D]. 徐州:中国矿业大学,2012.
    [10] 桂和荣,周庆富,廖多荪,等. 综放开采最大导水裂隙带高度的应力法预测[J]. 煤炭学报,1997,22(4):375-379.

    GUI Herong,ZHOU Qingfu,LIAO Duosun,et al. Prediction of maximum height of the fractured zone by stressing method for sub-levels caving mining[J]. Journal of China Coal Society, 1997,22(4):375-379.
    [11] 李剑. 含水层下矸石充填采煤覆岩导水裂隙演化机理及控制研究[D]. 徐州:中国矿业大学,2013.
    [12] 冯梅梅,茅献彪,白海波. 带压开采煤层底板阻隔水性能的力学分析及应用[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,2013.
    [13] 张好,姚多喜,鲁海峰,等. 主成分分析与Bayes判别法在突水水源判别中的应用[J]. 煤田地质与勘探,2017, 45(5):87-93.

    ZHANG Hao,YAO Duoxi,LU Haifeng,et al. Application of principal component analysis and Bayes discrimination approach in water source identification[J]. Coal Geology & Exploration, 2017,45(5):87-93.
    [14] 孙福勋,魏久传,万云鹏,等. 基于Fisher判别分析和质心距评价法的矿井水源判别[J]. 煤田地质与勘探,2017,45(1):80-84.

    SUN Fuxun,WEI Jiuchuan,WAN Yunpeng,et al. Recognition method of mine water source based on Fisher's discriminant analysis and centroid distance evaluation[J]. Coal Geology & Exploration,2017,45(1):80-84.
    [15] 牟林. 水质动态曲线预测在突水水源判别中的应用[J]. 煤田地质与勘探,2016,44(3):70-74.

    MOU Lin. Application of dynamic curve prediction method in discriminating water-bursting source[J]. Coal Geology & Exploration,2016,44(3):70-74.
    [16] 于雯琪,钱家忠,马雷,等. 基于GIS和AHP的谢桥煤矿13-1煤顶板突水危险性评价[J]. 煤田地质与勘探,2016,44(1):69-73.

    YU Wenqi,QIAN Jiazhong,MA Lei,et al. The water inrush risk assessment of roof of seam 13-1 in Xieqiao mine based on GIS and AHP[J]. Coal Geology & Exploration,2016, 44(1):69-73.
    • 相关文章
    • 施引文献(41)

  • 期刊类型引用(23)

    1. 姜万明，薛雄飞，马壮，胡志华，刘桂璋，吉勇，李方典. 榆神矿区工作面煤层顶板导水裂隙带特征. 西安科技大学学报. 2024(01): 123-134 . 百度学术
    2. 刘盛东，杨彩，章俊，李纯阳，任川. 矿井微震与电法耦合监测技术. 煤炭学报. 2024(01): 586-600 . 百度学术
    3. 屈少波，马仪鹏，郭国强，周杨. 榆树坡煤矿5~#煤首采工作面两带发育高度研究. 煤炭技术. 2024(06): 114-119 . 百度学术
    4. 高兴斌，张加加，杨康，贺伟，史志华，陈梁，白如鸿，孙强. 基于地质概化的坚硬厚基岩覆岩裂隙场演变特征研究. 煤矿安全. 2024(05): 151-159 . 百度学术
    5. 周金艳，杨洪增，高杰涛. 煤矿不等长工作面微震事件空间分布特征及其影响因素. 煤田地质与勘探. 2024(06): 128-136 . 本站查看
    6. 王杰. 河下采煤“两带”微震监测应用研究. 价值工程. 2024(20): 84-87 . 百度学术
    7. 王峰，杨焱钧，王江平，范继超. 澄合矿区导水裂隙带发育高度多元线性回归方法预测. 陕西煤炭. 2024(07): 162-165 . 百度学术
    8. 李海涛，齐庆新，杜伟升，张海宽，杨冠宇，王守光，石晓闪，李春元，崔春阳，郑伟钰，郑建伟，何团，朱维. 煤炭开采等地下工程问题的数字岩石力学解决方案. 煤炭科学技术. 2024(09): 150-161 . 百度学术
    9. 窦志明. 自燃煤层高位抽采钻孔参数优化与应用. 江西煤炭科技. 2023(02): 170-172+175 . 百度学术
    10. 连会青，杨艺，杨松霖，唐忠义，徐斌，裴文贤，王瑞，李启兴. 基于微震监测技术的煤矿顶板水害预测. 煤矿安全. 2023(05): 49-55 . 百度学术
    11. 袁国涛，张明伟，王杰，卫俊，杨坤. 采动覆岩微震分区演化特征的数值模拟研究. 煤炭科学技术. 2023(08): 36-46 . 百度学术
    12. 郭小铭，刘英锋，谷占兴. 彬长矿区煤层开采导水裂隙带高度探测及计算. 采矿与岩层控制工程学报. 2023(05): 91-100 . 百度学术
    13. 程磊，罗辉，李辉，张玥. 近年来煤矿采动覆岩导水裂隙带的发育高度的研究进展. 科学技术与工程. 2022(01): 28-38 . 百度学术
    14. 侯恩科，刘博，龙天文，徐维，魏启明，马进勇. 深埋缓倾斜双煤层开采导水断裂带发育规律研究. 煤矿安全. 2022(03): 50-57 . 百度学术
    15. 陈国红. 顶板砂岩水下煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究. 能源与环保. 2022(05): 281-286 . 百度学术
    16. 郭国强. 综放开采特厚煤层采场底板破坏规律研究. 煤田地质与勘探. 2022(08): 107-115 . 本站查看
    17. 薛卫峰，侯恩科，王苏健. 无煤柱切顶沿空留巷底板破坏规律. 西安科技大学学报. 2022(06): 1133-1139 . 百度学术
    18. 郭维强. 大采高综采覆岩两带发育高度特征研究. 中国安全科学学报. 2022(S2): 142-147 . 百度学术
    19. 薛雄飞. 瞬变电磁法在导水裂缝带高度探测中的应用. 陕西煤炭. 2021(02): 181-184 . 百度学术
    20. 杨艺，孟璐. 亭南煤矿微震监测数据与工作面涌水量关系研究. 华北科技学院学报. 2021(01): 22-29 . 百度学术
    21. 马赞，陈冬冬，解恒星，陈天柱，王彬，贾秉义. 负角度定向长钻孔瓦斯抽采完孔工艺研究. 煤田地质与勘探. 2021(03): 62-68 . 本站查看
    22. 赵龙飞. 大倾角煤层开采覆岩移动及应力变化数值模拟分析. 山西冶金. 2021(04): 145-146+163 . 百度学术
    23. 王凯峰，唐书恒，张松航，杨宁，郗兆栋，张迁，王敬宇. 构造条件和水力压裂控制下的煤层气井异常高产水成因探讨. 煤炭学报. 2021(S2): 849-861 . 百度学术

    其他类型引用(18)

    • 资源附件(0)
计量
  • 文章访问数:  151
  • HTML全文浏览量:  7
  • PDF下载量:  15
  • 被引次数: 41
出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-29
  • 发布日期:  2019-02-24

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(16)
    相关文章
    施引文献
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回

    网站设计版权所有 © 《煤田地质与勘探》编辑部陕ICP备05001372号-6 陕公网安备 61019002002193号

    地址：陕西省西安市高新区锦业一路82号《煤田地质与勘探》编辑部

    电话：029-81778075 E-mail：ccrimtdzykt@vip.163.com

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发  百度统计