巨厚含水松散层下开采地表移动变形规律研究

作     者：刘辉 左建宇 苏丽娟 程桦 朱晓峻 张鹏飞 王保国 LIU Hui;ZUO Jianyu;SU Lijuan;CHENG Hua;ZHU Xiaojun;ZHANG Pengfei;WANG Baoguo

作者机构：安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601 安徽省矿山生态修复工程实验室安徽合肥230601 安徽大学数学科学学院安徽合肥230601 蚌埠市勘测设计研究院安徽蚌埠233040 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2022年第50卷第5期

页      面：49-56页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52174156,51874005) 安徽省高校协同创新资助项目(GXXT-2020-055) 

主　　题：巨厚含水松散层 含水层 地表移动变形 流固耦合 开采沉陷 

摘      要：巨厚含水松散层复杂地质采矿条件下开采地表移动变形规律存在一定的特殊性。为了研究巨厚含水松散层下开采地表移动变形规律,明确巨厚含水松散层对地表移动变形影响,以菏泽矿区为研究区域,在分析某矿1308工作面地表移动变形实测数据的基础上,采用FLAC^(3D)数值模拟软件,流固耦合计算模拟了巨厚含水松散层下开采地表移动变形,分别制定了动态固结沉降方案、无含水层方案、含水层位置方案,量化计算了巨厚含水松散层渗流固结沉降量占比,总结了巨厚含水松散层渗流固结沉降动态规律,对比分析了有无含水层情况下煤层开采地表移动变形差异,研究了松散层内含水层位置对地表移动变形的影响。研究结果表明:某矿巨厚含水松散层采矿条件下受采动引起的渗流固结沉降占地表总下沉量的8.5%;随工作面推进,开挖变形和渗流固结沉降增量的变化可划分为同步增长期、动态变化期、同步减缓期3个阶段。巨厚松散层内含水层受采动影响产生的疏水渗流固结现象会导致地表移动变形增大、地表移动影响范围扩大,但最大曲率和最大水平变形的减小说明下沉盆地的整体形状更为平缓。地表变形参数与巨厚松散层内含水层位置之间存在相关性,通过相关性分析,建立了地表移动变形参数与松散层内含水层位置之间的关系模型。