厚煤层开采导水断裂带高度研究

"唐鑫，姜振泉，曹丁涛，等．厚煤层分层开采导水断裂带发育高度的确定［J］．矿业安全与环保，2014，41(6):44－47．文章编号:1008－4495(2014)06－0044－04" 在煤炭开采过程中，导水断裂带的发育高度是一个关键的安全问题，因为它直接影响到地下水资源保护和矿井安全生产。本文主要探讨了兖州矿区某矿在厚煤层分层开采中如何确定导水断裂带的发育高度，以便为提高开采上限提供科学依据。 首先，研究者运用现场钻孔原位窥视镜成像技术对5301-1工作面第一分层开采后的导水断裂带进行了空间发育特征的观测。这种技术能直观地揭示断裂带内部结构，对了解断裂带的形态、宽度和连通性具有重要意义。通过这种方法，他们得到了导水断裂带的实际发育高度为24.2米。 其次，为了进一步验证和补充观测数据，研究团队结合了经验公式进行计算。经验公式通常基于大量历史数据和已有的理论研究成果，用于估算特定条件下的导水断裂带高度。在本案例中，经验公式计算得出的高度为26.7米，这为理解导水断裂带的演化提供了理论支持。 同时，为了更全面地评估和预测断裂带的发育情况，研究人员建立了工程地质模型，并利用FLAC3D（灵活有限差分法）数值模拟软件进行了模拟分析。FLAC3D是一种强大的三维地力学模拟工具，适用于模拟地下开采过程中的岩体变形和破坏。数值模拟结果显示导水断裂带的高度为25.0米，与前两种方法的结果较为接近，进一步证实了研究的可靠性。 通过对5301-1工作面煤层顶底板岩层组合和结构性质的分析，研究者得出了导水断裂带高度的一致结论，这对于指导该矿合理留设煤柱以防止水分渗漏至关重要。合理的煤柱设计不仅能够确保开采工作的安全，还能有效保护地下水资源，减少对周围环境的影响。 通过现场观测、经验公式计算和数值模拟的综合应用，唐鑫等人成功地确定了厚煤层分层开采中导水断裂带的发育高度，为提高开采上限提供了重要的参考依据。这种方法论的综合运用对于其他类似地质条件的矿井也具有广泛的借鉴意义，有助于提升整个行业的开采安全性和经济效益。