复合采动损伤对层间隔水控制层稳定性的影响

• Published in: 煤炭学报 Vol. 44; no. 3; pp. 777 - 785
• Main Authors: 冯国瑞, 白锦文, 杨文博, 王善勇, 康立勋
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山西省绿色采矿工程技术研究中心,山西太原030024%The University of Newcastle,Priority Research Centre for Geotechnical Science & Engineering, Callaghan NSW 2308, Australia 01.03.2019; 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590%太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024; The University of Newcastle,Priority Research Centre for Geotechnical Science & Engineering, Callaghan NSW 2308, Australia%太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024; 山西省绿色采矿工程技术研究中心,山西太原030024; 太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024; 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛266590
• Subjects: 破坏范围; 隔水控制层; 保水采煤; 复合采动; 损伤参量; 安全开采
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.6042

TD823; 近距离煤层群复合采动影响下,层间岩层中隔水层的稳定性至关重要.若层间岩层中隔水层的稳定性遭受破坏,则上覆采空区中的积水会向下方渗流扩逸,甚至瞬间涌出,威胁下部煤层的安全开采.提出了复合采动影响下层间隔水控制层的基本概念,运用损伤力学的基础理论构建了复合采动影响下层间岩体损伤参量D的计算模型,分别研究了损伤参量D与层间岩体抗压强度及破坏范围之间的关系,分析了不同条件下复合采动损伤对层间隔水控制层稳定性的影响.研究结果表明:①层间隔水控制层是指复合采动影响下层间岩体中不发生破断失稳且能起到阻隔上方采空区积水向下渗流扩逸的控制岩层.②损伤参量D可以用来衡量复合采动影响下层间岩体的损伤破坏程度.③层间岩体抗压强度RD与损伤参量D的关系为:随着损伤参量D的增大,层间岩体的抗压强度RD表现出线性递减的变化趋势,其折减系数为1-D.④层间岩体破坏范围与损伤参量D的关系为:层间岩体的最大破坏深度/高度Hmax及其距工作面端部的距离Lmax均随着损伤参量D的增大而增加;D越大,Hmax和Lmax的增幅也越大.⑤层间隔水控制层的稳定性与复合采动产生的叠加损伤密切相关;通过综合考量上下煤层多重开采后层间岩体的损伤破坏范围与隔水控制层的层位关系,全面分析了6种不同条件下层间隔水控制层的稳定性,并给出了合理有效的控制措施,来减轻上覆采空区积水对下部煤层开采的威胁,并保障安全生产.复合采动损伤对层间隔水控制层稳定性的影响研究可以为积水采空区下伏煤层的安全开采提供理论指导.