本文關(guān)鍵詞：采動對礦井底板充水條件變化的影響研究

  更多相關(guān)文章： 煤礦 充水條件 采動 底板破壞 數(shù)值模擬

【摘要】：我國北方許多巖溶礦區(qū)面臨底板奧陶系巖溶高承壓水威脅，而煤層底板在采動影響下發(fā)生了某種破壞，減少了底板有效隔水層的厚度，改變了底板巖層天然條件下的應(yīng)力場、介質(zhì)場和水動力場，加劇了底板帶壓開采礦井的水害威脅。因此，準確掌握采動對礦井充水條件的影響具有非常重要的意義。 本文通過水文地質(zhì)調(diào)查、資料收集、室內(nèi)測試分析、數(shù)學(xué)模型以及數(shù)值模擬等手段，闡述了底板充水條件，預(yù)測了底板巖層破壞深度，綜合分析了采動對底板充水條件變化的影響，取得了如下一些主要成果： （1）通過X衍射實驗、壓汞實驗以及掃描電鏡觀察等手段對底板巖層介質(zhì)進行了室內(nèi)測試實驗分析，結(jié)果表明，底板巖層是由K2灰?guī)r、泥巖以及粉砂巖等一系列含隔水層組成。其中，K2灰?guī)r以微孔隙與超微孔隙為主，泥巖和粉砂巖以超微孔為主。K2灰?guī)r含水層裂隙不發(fā)育，是局部徑流條件較好的弱富水含水層。2#煤層底板隔水層由堅硬巖層和軟弱巖層相間隔組成，有利于抑制底板突水。 （2）在典型工作面統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，把遺傳-支持向量回歸機（GA-SVR）模型應(yīng)用于底板破壞深度預(yù)測，發(fā)現(xiàn)其預(yù)測效果比粒子群優(yōu)化-支持向量回歸機（PSO-SVR）、網(wǎng)格搜索-支持向量回歸機（GS-SVR）模型以及經(jīng)驗公式方法好。 （3）運用FLAC3D軟件對2-112工作面煤層底板破壞情況進行了數(shù)值模擬，結(jié)果表明，隨著工作面的推進，煤層底板接替經(jīng)歷采前應(yīng)力升高，采后應(yīng)力降低及逐漸恢復(fù)階段。在底板沒有隱伏斷裂時，2#煤層底板破壞深度為10m，，有效隔水層仍有71m，突水系數(shù)0.056Mpa/m，小于參考的臨界突水系數(shù)，開采無突水危險。 （4）采動對充水條件的影響還反映在底板巖層破壞后，增加了許多裂隙通道，在高水壓、高應(yīng)力聯(lián)合作用下，水流可能從底板涌出，進而改變了礦井原有的地下水系統(tǒng)平衡，逐漸形成新的水動力場，地下水徑流條件也相應(yīng)發(fā)生改變，含水層中地下水水質(zhì)也會因此受到影響。 （5）運用FLAC3D軟件對2-112工作面底板突水進行了仿真模擬，模擬了底板突水通道的形成過程，結(jié)合上述第（1）（3）點，推測在突水點附近存在有隱伏斷裂。提出此次突水為高地應(yīng)力、高水壓聯(lián)合作用下的底板隱伏斷裂突水。
【關(guān)鍵詞】：煤礦 充水條件 采動 底板破壞 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-9
• Contents9-10
• 圖清單10-13
• 表清單13-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 研究背景和意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3 研究內(nèi)容與研究目標20-21
• 1.4 研究方法與技術(shù)路線21-22
• 2 礦井地質(zhì)條件22-28
• 2.1 礦井概況22
• 2.2 煤系地層22-24
• 2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造24-28
• 3 礦井底板充水條件28-46
• 3.1 含水層與隔水層28-41
• 3.2 主要含水層補徑排條件41-43
• 3.3 充水因素分析43-46
• 4 底板充水條件的變化46-78
• 4.1 采動條件下煤層底板巖層破壞規(guī)律46-47
• 4.2 底板破壞深度的 GA-SVR 模型預(yù)測47-61
• 4.3 底板隔水層破壞的數(shù)值模擬61-69
• 4.4 采動對底板充水水源的影響69-78
• 5 底板采動突水實例分析78-88
• 5.1 突水過程78
• 5.2 突水分析78-88
• 6 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻90-94
• 作者簡歷94-97
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集97

【共引文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 徐智敏;深部開采底板破壞及高承壓突水模式、前兆與防治[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

2 劉守強;煤層底板突水評價方法與應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

3 范書凱;華北型煤田南部底板突水評價與對策[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

4 段宏飛;煤礦底板采動變形及帶壓開采突水評判方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

5 肖有才;煤層底板突水的“破裂致突、滲流致突”機理與工程實踐[D];中國礦業(yè)大學(xué);2013年

6 張樂中;煤礦深部開采底板突水機理研究[D];長安大學(xué);2013年

7 張蕊;帶壓開采底板構(gòu)造裂隙帶活化導(dǎo)滲機制[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

本文編號：1057997