深埋特厚煤层综放开采导水裂缝带研究

"该研究由刘英锋、王世东和王晓蕾共同完成，发表在2014年《煤炭学报》第39卷第10期，探讨了深埋特厚煤层综放开采时覆岩导水裂缝带的发育特征。他们通过在大佛寺煤矿的实地试验，利用钻孔电视系统和钻孔简易水文观测法来确定导水裂缝带的高度，并通过相似模拟和数值模拟进一步研究其演化特性。研究结果显示，该煤矿的导水裂缝带高度在170.80至192.12米之间，且裂缝数量自上而下递增，接近煤层的区域裂隙尤其发达。在钻孔砂岩区域，由于拉伸效应，形成大量交错的大型裂隙。此外，工作面的回采距离与顶板导水缝隙带发育高度的关系呈现‘台阶’型变化。" 详细解释： 深埋特厚煤层的综放开采是一种复杂的开采方式，涉及到对覆岩结构的巨大影响，尤其是对于地下水控制具有重大意义。本研究选择大佛寺煤矿作为研究对象，运用了先进的探测技术——钻孔电视系统和钻孔简易水文观测法，这两种方法可以直观地揭示煤层上方顶板的裂缝分布和导水性，对于理解开采过程中覆岩的动态变化至关重要。 根据研究结果，大佛寺煤矿的导水裂缝带高度在170.80米到192.12米之间，这个范围内的裂缝带对水分的传导能力较强，可能对矿井的安全生产构成威胁。裂缝带内部，裂隙的数量自上而下逐渐增加，表明随着深度的增加，覆岩受到的压力和应力变化导致裂隙的产生和扩展。特别是在接近煤层的区域，裂隙异常发育，这可能是由于煤层开采时释放的应力集中导致的。 钻孔砂岩区域的观察显示，由于开采活动产生的拉伸作用，形成了复杂交织的裂隙网络，这些裂隙的尺寸和角度相对较大，增加了水分渗透的可能性。这一现象提示，在开采规划和防水措施设计时，必须特别关注这些区域，以防止地下水涌入工作面。 此外，研究还发现工作面的回采距离直接影响顶板导水缝隙带的发育高度，两者之间的关系呈"台阶"型，这意味着随着开采推进，裂缝带的发育高度会有阶段性的跃升。这种现象反映了开采活动对覆岩结构的动态影响，对于优化开采策略，防止水害事故的发生，以及制定有效的防水措施具有重要的指导意义。 这篇研究揭示了深埋特厚煤层综放开采过程中导水裂缝带的发育规律和演化特性，为煤矿的安全开采提供了科学依据，也为未来类似条件下的矿井水害防治提供了理论支持。同时，该研究的方法和技术也对其他地质条件下的矿产资源开发具有参考价值。