浅埋近煤层群采动“三区”漏风裂隙场时空演化规律数值模拟
Numerical simulation on the spatiotemporal evolution of air leakage fissure field of"three zones"in shallow-buried coal seam group mining作者机构：陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司陕西省榆林市719300 中国矿业大学碳中和研究院江苏省徐州市221116 河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室河南省焦作市454150
出 版 物：《中国煤炭》 (China Coal)
年 卷 期：2024年第50卷第3期
页 面：69-79页
学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学]
基 金：国家自然科学基金项目(52074284) 河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室开放基金(KCF2206) 中国矿业大学中央高校基本科研业务费专项资金(2023KYJD1002)
主 题：浅埋近煤层群 重复采动 漏气通道 裂隙宽度 煤层间距 采厚 数值模拟
摘 要：浅埋近煤层群采动下,地面采空区工作面“三区之间易形成连通的漏气通道引发工作面低氧和采空区煤自燃,如何厘清采动效应下浅埋煤层群“三区漏气通道的时空分布演化规律是有效防控煤自燃和低氧的关键。以陕煤柠条塔煤矿S1232工作面为研究背景,采用理论与数值模拟相结合的方法,研究了单一煤层、复合煤层重复开采下覆岩破坏特征,分析了煤层间距与采厚对裂隙二次发育的影响规律。结果表明:浅埋近煤层群开采下上覆岩层裂隙仅存在垮落带与裂缝带,主关键层破断后裂缝带快速发育至地表,关键层周期破断控制地表裂隙周期生成与下沉;上煤层裂隙密度发育由原始阶段先后经历快速增长、稳定和二次增长3个阶段;随采厚增大,各区间裂隙密度增大,大裂隙发育更充分,裂隙宽度整体增大;随煤层间距增大,小于0.2 m的裂隙宽度随采厚增大,且增加的速度逐渐加快,大于0.2 m的裂隙宽度随采厚增大,但增加速度逐渐变缓;采厚相同时,裂隙宽度大于0.2 m的裂隙密度随着煤层间距的增大逐渐减小。
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