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帶壓開采是解決受底板突水威脅煤層的有效方法之一;而底板隔水層阻隔水能力是影響帶壓開采安全性的重要因素.運用理論分析、物理試驗和數值模擬手段,就底板隔水層的不同巖層巖性特征對其阻隔水性能的影響進行研究,得到了工作面推進過程中底板隔水巖層的變形、應力及破壞特征和滲流分布特征,討論了3種組合情況下底板隔水層的結構穩定性和滲流穩定性,比較分析了軟、硬巖層的不同組成方式對底板隔水性能的影響.
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為了研究斷層對底板隔水層穩定性的影響,根據巖石剪切破壞的極限平衡條件推導出隔水層破壞的臨界水壓力公式,并提出突水判據.基于臨界水壓力公式分析了斷層傾角、內聚力和斷層煤柱寬度對底板隔水層破壞的影響規律.結果表明,斷層傾角越小,底板隔水層能夠承受的臨界水壓越小,底板就越容易發生突水;若斷層帶內聚力越小,即斷層帶強度越軟弱,底板臨界水壓力也隨之減小,此時底板發生突水的可能性越大;斷層煤柱留設寬度越大,底板越不容易發生突水.工程應用表明預設的煤柱寬度偏小,有發生底板突水的可能,為保證安全開采,根據所推出的臨界水壓力公式計算得出合理的斷層煤柱寬度應為34.3 m.
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