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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(yùn)用理論分析、物理試驗(yàn)和數(shù)值模擬手段,就底板隔水層的不同巖層巖性特征對(duì)其阻隔水性能的影響進(jìn)行研究,得到了工作面推進(jìn)過程中底板隔水巖層的變形、應(yīng)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和滲流穩(wěn)定性,比較分析了軟、硬巖層的不同組成方式對(duì)底板隔水性能的影響.
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為了研究斷層對(duì)底板隔水層穩(wěn)定性的影響,根據(jù)巖石剪切破壞的極限平衡條件推導(dǎo)出隔水層破壞的臨界水壓力公式,并提出突水判據(jù).基于臨界水壓力公式分析了斷層傾角、內(nèi)聚力和斷層煤柱寬度對(duì)底板隔水層破壞的影響規(guī)律.結(jié)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(fā)生突水;若斷層帶內(nèi)聚力越小,即斷層帶強(qiáng)度越軟弱,底板臨界水壓力也隨之減小,此時(shí)底板發(fā)生突水的可能性越大;斷層煤柱留設(shè)寬度越大,底板越不容易發(fā)生突水.工程應(yīng)用表明預(yù)設(shè)的煤柱寬度偏小,有發(fā)生底板突水的可能,為保證安全開采,根據(jù)所推出的臨界水壓力公式計(jì)算得出合理的斷層煤柱寬度應(yīng)為34.3 m.
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