西部浅埋煤层开采顶板含水层水量损失动力学过程特征
靳德武1
周振方1
赵春虎1
冯龙飞1
许峰2
1.中煤科工集团西安研究院有限公司矿山灾害防治与环境治理技术研发中心,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7100772.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西西安710077;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水文地质研究所,陕西西安710054
摘要：受保护含水层水量损失的定量计算是“保水采煤”理论发展目前面临的瓶颈问题.利用覆岩破坏数值模拟方法,将陕北榆神矿区典型覆岩结构下煤层开采顶板水量损失过程划分成单一风化基岩失水和萨拉乌苏组、风化基岩复合失水模式;基于系统动力学理论,构建了2种水量损失模式动力系统模型,建立了实际疏放与无疏放状态水量损失过程之间的数学关系,求解了水量损失动力系统模型参数,确定了水量损失峰值及发生位置、水量损失动态平衡值及发生位置;通过开采扰动区水流数值模拟,计算了2种模式单位走向长度水量损失强度.结果 表明:覆岩组合特征控制着煤层采动含水层动、静储量叠加释放过程,决定了工作面采动顶板水量损失模式;2种水量损失模式相比,复合模式下水量损失峰值和动态平衡值均较大;钻孔疏放水显著削减了推采过程水量损失峰值强度,改变了水量损失方式和时机,但采动过程水量损失动态平衡值及顶板水资源损失总量并未发生变化;两种模式下工作面采动,水资源损失总量以及水资源损失强度中松散层和风化基岩水占比计算结果,揭示了古近系黏土隔水层对于萨拉乌苏组潜水保护的重要意义.研究结果为“保水采煤”理论在工作面尺度含水层水量损失及保护的定量计算提供了新思路.
关键词：煤矿工作面水量损失模型覆岩组合特征钻孔预疏放特征水量损失强度保水采煤
分类号：TD823(矿山开采)TD74(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0804103)国家自然科学基金(41807221)陕西省自然科学基础研究计划(2018JQ5150)
论文发表日期：2019-01-01
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( 690-700 )
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