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侏罗系弱胶结顶板采动破坏规律与发育高度预测 被引量：4
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作者 徐智敏 韩宇航 +4 位作者 陈天赐 陈歌 郇博程 赵瑞强 孙亚军 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期1474-1485,共12页
煤层采动后形成的顶板导水裂隙带是沟通顶板充水含水层的主要通道之一,同时也是顶板水害防治需要重点研究的关键问题。近年来,西部矿区已成为我国煤炭资源主要开采区,其主采侏罗系含煤地层与东部石炭-二叠系有着明显差异,并具有典型的... 煤层采动后形成的顶板导水裂隙带是沟通顶板充水含水层的主要通道之一,同时也是顶板水害防治需要重点研究的关键问题。近年来,西部矿区已成为我国煤炭资源主要开采区,其主采侏罗系含煤地层与东部石炭-二叠系有着明显差异,并具有典型的孔隙度高、胶结程度差等特征,顶板采动导水裂隙的演化特征也与东部矿区具有较大差异,相关的研究尚未形成普适性成果。因此,本文选取典型的弱胶结地区——新疆哈密大南湖矿区为例,采用UDEC数值模拟、现场三维钻孔电视成像等方法,并结合“S-R”稳定理论,以垮落带高度为自变量,建立砌体梁承载强度与垮落带高度关系式,全面揭示该区煤层开采过程中顶板的采动破坏过程与演化特征,并以此为依据确定顶板导水裂隙带的发育高度。在此基础上,通过收集侏罗系同类型煤矿导水裂隙带高度的实测数据,采用回归分析方法,拟合并修正现有经验公式。研究表明:研究区顶板导水裂隙带发育高度的范围是60.07~62m,裂采比为17.67~18.24,整体形态呈“梯台”型特征,结合邻矿现场实测对比证实了此次实测结果的可靠性;开采范围内导水裂隙带发育高度受垮落带高度增量、岩块回转角变化的影响呈现:“快速增加-缓慢增加-逐渐稳定”的发展与演化规律;验证计算结果表明,论文提出的回归公式预测精度一般在10.30%~17.25%之间,相较于传统经验公式平均误差降低了51.84%,显著提高了导水裂隙带高度的预测精度。论文的相关研究成果可为新疆地区相似开采条件下顶板导水裂隙带发育高度计算提供理论依据。 展开更多
关键词 导水裂隙带 弱胶结顶板 S-R稳定理论 岩块回转角 垮落带高度
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新疆伊犁矿区侏罗系含水介质特征与地下水赋存运移规律 被引量：3
2
作者 徐智敏 陈天赐 +4 位作者 刘栓栓 孙亚军 任冬冬 郇博程 张盼杰 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期140-151,共12页
以新疆伊犁矿区为研究区,结合该区天山雪融水径流强、侏罗系富煤地层渗透性不均一等典型水文地质特征,通过采用现场取样、电镜扫描、压汞实验、X-衍射、抽水试验等方法,系统研究矿区主要含(隔)水层的宏观水文地质条件、微观含水介质特... 以新疆伊犁矿区为研究区,结合该区天山雪融水径流强、侏罗系富煤地层渗透性不均一等典型水文地质特征,通过采用现场取样、电镜扫描、压汞实验、X-衍射、抽水试验等方法,系统研究矿区主要含(隔)水层的宏观水文地质条件、微观含水介质特征及地下水赋存规律,揭示其特殊地层地貌条件下的含水层水动力学特征及地下水运移规律。结果表明:研究区侏罗系主采煤层顶底板砂岩含水层有效孔隙率范围为17.1%~29.5%,新近系与侏罗系隔水层有效孔隙率范围为17.6%~29.0%,含(隔)水层均含有较高的黏土矿物,遇水膨胀泥化,特殊的微观结构及矿物成分使含(隔)水层表现出孔隙率高、渗透性较差的含水介质特征;区域上,第四系孔隙含水层与侏罗系主采煤层顶底板砂岩含水层富水性较弱,部分区域表现出中等富水,以静储量为主,具有区块化特征;系统研究了主要含(隔)水层的水动力学特征与运移规律,第四系受山前宏观地貌及含水介质条件影响,形成了以“斜坡过境流”为代表并以孔隙潜水形式高强度流动的水动力学特征,同时受到下部新近系泥岩隔水层阻隔,与煤系顶板砂岩含水层无水力联系,对煤层回采存在影响的主要为5煤底板砂岩含水层,并针对该层施工了“横向截流,侧向掩护”的“厂”字形大范围疏降且疏降效果显著,为井下回采创造了良好的水文地质条件。相关研究成果揭示了研究区侏罗系富煤地层受沉积环境影响所形成的特殊含水介质特征及储水控水规律,可为研究区及西部矿区相似开采条件下矿井防治水工作提供一定的理论及工程依据。 展开更多
关键词 侏罗系 含水介质特征 水动力学特征 储水控水 顶底板防治水
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