【摘 要】
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针对近距离承压水上开采所面临的底板突水问题,采用底板注浆措施可减少底板采动破坏,封堵导水通道,能有效防止该条件下回采时发生底板突水事故。为研究近距离承压水上开采底板破坏特征,确定合理的底板注浆加固参数,综合采用理论分析、数值模拟和现场实测等研究方法,研究了近距离承压水上开采的底板破坏特征、注浆加固浆液扩散规律,得到如下成果:(1)研究了近距离承压水上工作面底板采动应力分布特征及底板采动破坏特征。基
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针对近距离承压水上开采所面临的底板突水问题,采用底板注浆措施可减少底板采动破坏,封堵导水通道,能有效防止该条件下回采时发生底板突水事故。为研究近距离承压水上开采底板破坏特征,确定合理的底板注浆加固参数,综合采用理论分析、数值模拟和现场实测等研究方法,研究了近距离承压水上开采的底板破坏特征、注浆加固浆液扩散规律,得到如下成果:(1)研究了近距离承压水上工作面底板采动应力分布特征及底板采动破坏特征。基于半无限平面力学模型,构建支承压力和承压水双重压力作用下底板各点的应力分量表达式,并采用MATLAB绘制了底板采动应力分布云图;基于滑移线场理论,构建底板采动破坏最大深度表达式,理论分析出2517工作面底板采动破坏最大深度为25.52m。(2)分析了近距离承压水上工作面底板注浆加固效果。通过FLAC3D数值模拟方法,对比分析了注浆改造前后底板塑性区发育特征,底板注浆将底板采动最大破坏深度减至10m,底板突水系数从0.288MPa/m降至0.06MPa/m。(3)揭示了底板注浆浆液在含水层中的扩散运移规律。采用COMSOL Multiphysics数值模拟方法,研究了浆液在静水和动水两种流场中的扩散范围和注浆压力,动水流场中浆液扩散受水速影响,顺水扩散距离由7.1m增加至15m,注浆压力由6.45MPa升高至7.36MPa。(4)进行了近距离承压水上工作面底板注浆加固工程实践。对陈四楼煤矿2517工作面进行底板注浆改造,注浆改造后底板富水异常区由14个减至3个,出水钻孔比例由71.85%降至15.15%,取得良好效果,确保了工作面回采安全。
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