薄煤层坚硬顶板条件下底板断层活化机理研究

"高山煤业工作面底板断层活化机理研究" 本文主要探讨了在薄煤层和坚硬顶板条件下，高山煤业9#煤层工作面底板断层活化的机理及其防治措施。研究采用了AutoCAD-ANSYS-FLAC3D软件进行联合建模和数值模拟，并结合统计学分析方法，以深入理解断层活化的影响因素和显著性。 首先，断层活化是煤矿突水事故的主要原因之一，尤其在底板奥灰含水层的情况下，可能导致严重的矿井淹没事故。过去的研究表明，断层的倾角、相对位移以及类型（如揭露型和滞后型突水）都会影响断层活化的可能性。然而，对于薄煤层和坚硬顶板条件下的底板断层活化，研究相对较少。 在高山煤业的具体案例中，9#煤层的埋深、煤层厚度和直接顶的硬度都构成了特殊的工作环境。由于奥灰水的压力，虽然初始状态下隔水层厚度相对安全，但井田内的多条逆断层在开采过程中可能活化，降低隔水层的有效性，增加突水风险。 为了研究这种复杂情况下的断层活化，文章采用了L9(34)正交试验设计，这是一种统计学方法，用于在多个因素和不同水平下控制试验次数，以便高效地分析各因素对断层活化深度的影响。试验因素包括但不限于煤层厚度、顶板硬度和断层倾角，试验结果将量化分析这些因素的显著性，为减少断层活化提供依据。 模型建立部分，研究者通过AutoCAD设计地质结构模型，然后利用ANSYS进行应力分析，最后借助FLAC3D进行三维流固耦合模拟，模拟开采过程中断层的动态行为和地下水流动状态。这些模拟结果将有助于揭示断层活化的具体过程和关键触发条件。 该研究旨在为薄煤层坚硬顶板条件下，如何有效预防和控制底板断层活化突水提供理论支持和实践指导，从而保障煤矿的安全开采。通过深入理解和量化分析影响因素，可以制定针对性的防治措施，降低断层活化带来的风险，提高矿井的安全生产水平。