深部高承压"Y"型分支断层底板突水机理模拟试验研究
李昂1
张文忠2
周永根3
王伟东4
田胜祺4
杨宇轩5
1.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西西安 710077;西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安 7100542.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西西安 710077;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西西安 7100543.神华新街能源有限责任公司,内蒙古鄂尔多斯 0172004.西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安 7100545.陕西建工第三建设集团有限公司,陕西西安 710054
摘要：普遍分布于淮南矿区的"Y"型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水"Y"型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩相似材料及与之匹配度较高的承压水模拟系统,依托自制的相似试验平台,采用数字图像相关法、水压传感器、水流量监测系统及红外热成像等多种定量及定性监测手段,对开采扰动与承压水导升协同作用下底板突水机理进行模拟研究.结果表明:可循环使用的新型棒体、块体材料与硅胶水囊承压水系统契合良好,能够科学可靠地模拟现场情况;工作面推进63 cm是"Y"型分支断层进入活化阶段的临界点,此后承压水沿主断层向分支断层内导升,水压逐渐增大;当工作面推进至71 cm,底板分支断层完全活化,工作面发生突水,主断层水压降低、水流量增大;采动应力对底板裂隙发育具有显著的影响,分支裂隙呈现出沿垂直方向扩展发育的规律,工作面推过79 cm,底板裂隙逐渐闭合,突水情况得到缓解.结合模拟结果及现场实际情况,探讨了 3种"Y"型分支断层底板突水应对治理措施和预案,为类似断层底板防治水研究提供一定的参考.
关键词："Y"型分支断层底板突水机理相似模拟试验数字图像相关法红外热成像
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：陕西省煤矿水害防治技术重点实验室开放基金资助项目(2020SKZD02)陕西省自然科学基础研究计划重点资助项目(2020JZ-52)国家自然科学基金(51874229)
论文发表日期：2025-07-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 223-233 )
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