离层水突涌预防技术模拟：模式划分与优化策略

本文主要探讨了顶板离层水突涌这一关键问题，特别是在煤炭开采中可能带来的安全隐患。作者张文泉、王在勇等人基于对全国多起离层水害事故的深入分析，着重研究了离层积水导致灾害的机制和模式。他们以陕西某矿首采区1307工作面的离层水害事故为例，详细分析了该地区的水文地质条件，以及上部含水层如何影响离层水的突发涌出。 通过运用三维弹性力学数值模拟软件3DEC，研究团队模拟了工作面顶板离层的空间发育动态，这有助于理解和预测离层水的活动规律。他们特别关注了部分充填开采方法在预防离层水突涌中的应用，这是一种旨在增强顶板稳定性、防止水害的技术手段。 研究发现，离层水突涌可以被划分为五种不同的模式，这些模式根据发生条件的不同而有所不同。离层积水过程包括初始积水期、积水至满期和裂隙扩展期三个阶段，每个阶段都对水压变化和地面稳定性有着显著影响。在部分充填方案的研究中，作者们发现，即使保持充填率不变，增加走向采宽和充填宽度的比例会提高充填体对上覆岩层的支撑效果，但同时也可能导致离层下部隔水层承受更大的侧向应力。 通过优化模拟，他们推荐的最佳部分充填方案是采宽80米，充填宽度同样为80米。这个方案旨在平衡安全性和经济效益，为顶板离层水害的预防提供了新的实践策略。整体而言，本文的工作对于理解和管理煤炭开采中的顶板离层水问题具有重要的理论和实际意义，有助于提升行业的安全水平和灾害防控能力。