三软煤层高导升底板突水模拟与防治研究

"刘家梁煤矿‘三软’高导升底板突水模拟研究" 本文主要探讨了轩岗矿区刘家梁煤矿所面临的一个严重安全问题——“三软”高导升底板突水现象。在上世纪80年代，该矿井的西大巷经历了6次大规模的底板突水事件，这些突水地点均发生在高导升区域，导致底板隔水层的防水性能显著下降。当前，5124工作面正在开采5#煤层，这是一个典型的“三软”煤层，即煤质软、顶板软、底板软，这种地质条件进一步加剧了安全风险。 “三软”煤层的特点使得开采过程中容易产生裂隙，而高导升则意味着地下水能够通过这些裂隙迅速上升，从而可能引发突发性底板突水。为了应对这一挑战，研究团队采用了两种方法进行模拟研究：相似材料模拟和FLAC3D软件模拟。相似材料模拟是利用物理性质与实际地层相似的材料构建模型，以直观地再现突水过程；而FLAC3D是一款强大的三维离散元软件，能精确模拟岩土体的力学行为和流体流动，为分析底板裂隙扩展及水分入侵提供了科学工具。 通过这两种模拟方法，研究人员能够详细追踪导升裂隙沿煤层底板隔水层向上入侵的过程，从而揭示底板突水的动态机制。这种深入的理解为制定有效的防治策略提供了理论支持，有助于预防和控制未来可能的底板突水事故，保障矿井的安全生产。 此外，论文还指出，此类研究对于同类问题的解决具有普遍意义，对于其他面临类似地质条件的煤矿，其研究成果可以作为参考和借鉴，提高防灾减灾能力。因此，这项研究不仅在刘家梁煤矿，乃至整个煤炭行业内，都具有重要的实践价值和理论指导作用。 关键词涉及的内容包括底板突水现象的防治、特殊地质条件下的煤层开采（如“三软”煤层）、高导升地质特征的影响、以及利用现代科技手段（相似材料模拟和FLAC3D软件）进行地下水动态分析。这些关键词综合体现了研究的核心内容和技术手段。 该研究的发表对煤炭行业研究领域具有重要意义，它推动了矿井安全技术的发展，提醒了业界在处理复杂地质条件下的水资源管理问题时，应充分考虑地质结构特点，并利用科技手段进行预防和应对。同时，这也反映了学术界对矿产资源开发与环境保护之间平衡的关注。