双马煤矿I0104~103工作面顶板突水与周期来压特性研究

该篇文章深入探讨了双马煤矿I0104~103综采工作面顶板突水与周期来压之间的密切关系。该工作面作为研究背景，其具有一定的挑战性，由于矿井设计产能大，水文地质条件复杂，且采用了一次采全高采煤工艺。工作面位于矿井西部边界，煤层地质特性显著，包括4-1号煤层的厚度、倾角、岩层构成以及水文特性。 文章首先通过理论分析和现场实测方法，确定了工作面的初次来压步距为47米，周期来压步距为19米，这对于理解和预测巷道稳定性及防止突发事故至关重要。通过对涌水量与顶板来压现象的对比分析，作者揭示了两者间的关联，即顶板压力变化对地下水资源的动态影响。 在顶板垮落、初次来压和周期来压的不同阶段，文章详细剖析了顶板裂隙和离层的发育规律，解释了在压力作用下，煤层与上覆岩层之间的应力转移如何导致裂隙扩大，进而可能引发突水。特别关注的是，直罗组下段砂岩含水层作为直接充水层，其厚度、岩性特征和渗透性对突水风险有显著影响。 作者指出，工作面上覆岩层的压力分布不均，尤其是在周期来压过程中，上覆岩层的自重和叠加增量压力可能导致应力集中，从而引发地表下沉和裂隙扩展。通过对上覆岩层载荷的计算，研究者可以更准确地评估潜在的灾害风险。 文章还提供了具体的数值数据，如工作面涌水量范围、预计的顶板水净储量以及已疏放的水量，这些数据为实际生产中的安全管理提供了重要的参考依据。通过本研究，不仅有助于优化采煤工艺和顶板管理策略，还能提升煤矿在应对周期来压和防止突水方面的应急响应能力。这篇文章对于理解采煤工作面周期性压力活动对水文安全的影响具有很高的实用价值。