榆阳煤矿覆岩导水裂隙带模拟与实测研究

"该文主要探讨了榆阳煤矿延安组3#煤层覆岩顶板导水裂隙带的发育高度问题，旨在为矿井防治水和保水采煤提供设计依据。研究采用UDEC数值软件对覆岩冒落带和导水裂隙带高度进行模拟，并通过采空区钻探和试验进行验证。研究发现，《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》计算出的导水裂隙带最大高度在32.4~43.6米之间，而数值模拟的结果则分别为冒落带16米和导水裂隙带86米。现场实测数据显示冒落带高度在14.2~17.2米，导水裂隙带高度在84.8~96.3米，明显高于规程计算值。这表明规程的经验计算方法在榆阳煤矿的特定条件下存在局限性，而数值模拟的结果与实测数据基本一致。最终得出结论，2304综采面覆岩冒落带的最大高度为17.2米，导水裂隙带的最大发育高度为96.3米。" 这篇研究深入研究了煤矿开采中的一项关键问题——覆岩顶板导水裂隙带的发育高度。导水裂隙带是由于开采活动导致覆岩破裂并形成的一种结构，它直接影响到矿井的防水安全和煤炭资源的可持续开采。研究采用了两种方法来确定这一高度：一是基于《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的经验公式计算，二是利用UDEC数值模拟软件进行预测。 《规程》是行业内普遍遵循的规范，其计算方法基于历史经验和一般规律，但在特定地质条件下的适用性可能受限。在榆阳煤矿的情况下，规程计算的导水裂隙带高度显著低于实际观测到的高度，这提示我们在具体操作中需要更精确的评估方法。数值模拟作为一种先进的技术手段，能够更准确地反映覆岩动态破坏过程，从而得到更接近实际情况的结果。在2304综采面的实例中，数值模拟的冒落带和导水裂隙带高度与实测数据相吻合，证实了其预测的可靠性。 此外，现场钻探和试验提供了验证模型预测的重要数据。这些实测数据对于检验理论模型的准确性至关重要，同时也为优化矿井防治水措施提供了实际依据。研究指出，榆阳煤矿的导水裂隙带高度可能超出常规计算的预期，这对矿井的防水设计提出了更高的要求，也强调了在特定地质条件下采取定制化策略的必要性。 这项研究揭示了在复杂的地质环境中，利用数值模拟技术对导水裂隙带发育高度进行预测的重要性，同时强调了实测数据在验证和改进理论模型中的作用。这对于提升煤矿的安全开采水平，防止水资源的破坏，以及保障矿工的生命安全具有深远意义。