承压水下大倾角煤层开采岩移模拟与安全分析

"承压水上大倾角煤层开采岩移规律模拟研究" 本文主要探讨了在承压水体上方开采大倾角煤层时的岩移规律，通过物理相似模拟实验来研究这个问题。大倾角煤层开采时，顶板岩层的运动规律呈现出空间特性，工作面下方的采空区依次经历空顶区、部分充填区、完全充填区和压实区的变化。同时，底板在承压水的影响下容易产生压剪裂隙和张拉裂隙，这些裂隙可能成为水害的通道，对煤矿的安全开采构成威胁。 作者指出，中国作为煤炭能源的主要依赖国，其煤炭资源的赋存条件复杂，煤层倾角变化大，且受到水、瓦斯等多因素的耦合作用，尤其是水害问题严重。在这样的背景下，承压水条件下的煤层开采成为一个亟待解决的技术难题。物理相似材料模拟实验被证实是研究此类问题的有效方法。 文章以一个具体矿井的5号煤层（倾角30°~35°，厚度11.8m）为研究对象，该煤层顶板和底板均为粉砂岩，具有一定的抗压强度。矿井的正常和最大涌水量分别为100m³/h和200m³/h，而煤层底板位于奥灰岩溶裂隙水压作用之下，含水层与煤层的垂直距离约为50m。 在相似材料模拟实验中，采用了平面变角的物理模型，模型尺寸为2150mm × 200mm × 1800mm，保持几何相似比为100。根据矿井的地质数据和岩石力学实验结果，配置了相应的相似材料。实验目的是分析顶底板位移、应力分布特征以及承压水渗流裂隙的形成规律，为大倾角煤层的综合防治水技术措施提供科学依据。 这篇研究揭示了在承压水体影响下，大倾角煤层开采中岩体移动和裂隙发展的关键规律，对于提高煤矿安全生产、防止水害事故的发生具有重要的实践指导意义。通过物理模拟实验，可以更深入地理解开采过程中的岩层动态，为制定有效的安全开采策略提供理论支持。