深部开采下断层活化突水的耦合机理与模拟研究

本文主要探讨了深部煤层开采过程中诱发断层活化突水的问题。研究通过对断裂带从原岩初始状态到活化状态的深入分析，发现采动引起的渗流场和应力场的耦合作用在高承压含水层上导致煤层底板断层的活化，从而引发突发的水源灾害。影响断层活化突水的关键因素包括深部高地应力状态、断层的结构特性、以及采动对周围应力场的影响。 具体来说，深部开采时，由于主应力方向随深度变化，使得断层在深部承受的应力状态与浅部不同，这在采动作用下可能导致应力场和水压渗流场的交互作用增强。以刘桥一矿的II6611工作面为例，当工作面推进至距断层区35至55米范围内，断层破碎带与工作面超前支承应力共同作用下，可能会形成破碎裂隙，这些裂隙可能成为高承压水与工作面回采区域之间的联通通道，从而增加突水风险。 研究采用UDEC4.0软件内置的稳态流动分析算法，构建了渗流-应力耦合模型，模拟了断层活化的过程，以量化这种耦合效应对安全开采的影响。这一工作对于评估深部煤层开采的水害风险、优化防水煤岩柱设计、保护煤层资源以及确保矿井安全生产具有重要意义。 因此，本文的焦点在于理解深部开采中的断层活动与水文地质动态，为防止突水事故的发生提供了理论依据和技术支持，对提升煤炭行业的安全开采标准和管理水平具有实用价值。