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宽条带跳采及其地下水渗流规律研究

李建新  
【摘要】:开采煤层必然使岩体原有的应力平衡状态受到破坏,为了达到新的应力平衡,发生了围岩变形、移动和破坏。不仅对地表及其上面的建筑物产生破坏性的影响,而且容易改变煤层上覆和下伏含水层地下水赋存、运移条件,产生增渗效应,诱发矿井水向采空区渗流或造成顶底板突水。为了减小采动对地面建筑物和地下水资源的影响和破坏,提出了宽条带跳采的采煤方法,通过对以上两方面问题的研究,取得初步的研究成果,主要内容如下: 1.结合宽条带开采和全柱开采这两种采煤方法的优点,提出了宽条带跳采的采煤方法,通过数值计算分析了宽条带跳采、常规条带开采和冒落法开采引起地表移动的动态变形和静态变形对地面建筑物的影响和破坏,指出宽条带跳采的可行性和优点。 2.在确定宽条带跳采的参数时,应把采宽和留宽作为一个整体来考虑,通过数值计算,运用图形分析了不同采宽和留宽地表的下沉曲线和水平变形曲线,提出了更加合理的采留比的确定方法。 3.介绍了等效渗透张量的计算方法,并给出其有效性的判定标准,保证了裂隙网络等价为等效连续介质的有效性。 4.以获取裂隙岩体渗透系数的两种方法为基础,针对其修正公式的局限性,通过数值模拟二维压水实验,给出了综合渗透系数的修正公式,该公式的修正结果体现了裂隙岩体各向异性的渗透特性。 5.通过数值模拟,分两种情况比较了宽条带跳采与冒落法开采对地下水运移条件的破坏程度和降水漏斗的影响范围,宽条带跳采引起的降水漏斗的范围较小,对地下水赋存、运移条件的破坏较轻,不仅减小了矿井的涌水量,而且有效地保护了地下水资源。


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