渭北煤田采场底板破坏特征及奥灰含水层顶部注浆改造分析
王兴明1
谷拴成2
刘英锋1
郭康1
王琦1
1.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077;陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西 西安 7100772.西安科技大学 建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054
摘要：随着我国渭北煤田开采规模的不断扩大,采场底板受下伏奥陶纪灰岩高承压水的威胁日趋严重,导致底板发生突水的频率明显增加,准确预测底板破坏特征是预防煤矿突水事故的关键环节.为研究采场底板破坏特征,基于矿山压力理论,建立了采场底板走向力学计算模型;利用MathCAD软件生成周期来压时沿工作面走向底板岩体的垂直应力、水平应力及剪切应力系数等值线图,并根据Mohr-Coulomb屈服准则判定采场底板破坏特征.结果表明:周期来压时,采场底板沿工作面走向最大破坏深度约为 15 m,位于煤壁前方底板处,呈"前方深后方浅"的近似"勺形"破坏形态.FLAC3D模拟结果表明,采场底板最大破坏深度随着工作面推进距离的增加而逐渐趋于稳定,当工作面回采推进至 140 m时,采场底板最大破坏深度稳定为 15.5 m,该结果与承压水煤层底板"三带"破坏理论模型高度吻合.鉴于现行《煤矿防治水细则》中突水系数评价方法存在未考虑采动扰动对有效隔水层厚度影响的局限性,提出了奥灰含水层顶部注浆改造厚度的量化计算公式.针对澄城二矿复杂水文地质条件,采用下层"保厚治理层"、上层"检验加强层"的平面交叉、垂向错距双层区域治理网状布孔结构,封堵奥灰含水层顶部岩溶裂隙,将其改造为弱含水层或隔水层,以实现探查封堵导水通道、增加隔水层厚度的目的.
关键词：采场底板矿井突水底板水害破坏特征区域治理奥灰含水层顶部注浆改造
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFF1306002)陕西省自然科学基础研究计划重点资助项目(2023-C-ZD-27)
论文发表日期：2025-11-20
在线出版日期：2025-11-25（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 175-185 )
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