【摘要】：煤礦工作面突水是礦山開采中面臨的重大威脅,如何有效預(yù)測(cè)與控制突水不僅涉及煤層開采的經(jīng)濟(jì)成本,而且也涉及井下工人的人身安全。大量煤礦突水案例表明,斷裂構(gòu)造是煤礦突水的一個(gè)重要控制因素,因而查明斷裂構(gòu)造的發(fā)育特征是解決蔡園煤礦工作面內(nèi)突水問(wèn)題的一個(gè)重要切入點(diǎn)。本文基于井下地質(zhì)考察,綜合利用地震、鉆井等資料,查明了蔡園煤礦主要斷裂的構(gòu)造樣式類型及運(yùn)動(dòng)學(xué)特征;依據(jù)斷層分維學(xué)方法對(duì)礦井范圍內(nèi)斷層分維特征進(jìn)行定量評(píng)價(jià)研究;運(yùn)用斷層封閉性評(píng)價(jià)的方法對(duì)主含水?dāng)鄬舆M(jìn)行了封閉性特征研究;運(yùn)用理論計(jì)算、數(shù)值模擬結(jié)合實(shí)測(cè)驗(yàn)證探討了工作面內(nèi)導(dǎo)水裂隙帶高度及對(duì)工作面開采的影響。綜合分析上述結(jié)果,對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了分區(qū)分類突水預(yù)測(cè)。取得以下成果:(1)蔡園煤礦斷裂構(gòu)造樣式類型多樣,走滑構(gòu)造樣式類型包括雁列式、花狀式、帚狀式及鋸齒狀;伸展構(gòu)造樣式包括并列式、梳頭及階梯狀;擠壓構(gòu)造樣式包括人字狀、X型狀及疊瓦狀。(2)蔡園煤礦成煤期以來(lái)至少經(jīng)歷了兩期擠壓與兩期伸展構(gòu)造活動(dòng):第一期擠壓是發(fā)生于蒙陰組沉積之前的早中侏羅世,第二期擠壓是發(fā)生于蒙陰組沉積之后的晚白堊世-新生代;第一期伸展發(fā)生于早白堊世,第二期伸展主要于第四紀(jì)。(3)發(fā)育于晚白堊世時(shí)期的近SN向斷裂,切割到第四系底部,對(duì)礦區(qū)工作面是否突水起到關(guān)鍵性控制作用,邊界主干斷層(朱梅集斷層)是重要的含(導(dǎo))水?dāng)鄬印?4)主干斷層F78斷層側(cè)向與垂向封閉性較好,引起工作面突水可能性不大。(5)從斷層分維特征看,Ⅰ區(qū)(1.3):在礦區(qū)西南部,F78斷層以南的區(qū)域,屬于較安全區(qū)域;Ⅱ區(qū)(1.3～1.5):在礦區(qū)中北部,F78斷層以北的區(qū)域,作為Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)的過(guò)渡帶,突水危險(xiǎn)性中等;Ⅲ區(qū)(1.5):分布于礦區(qū)邊緣的邊界斷層和呈北西-南東向橫穿礦區(qū)中部的F78斷層,該區(qū)域受多期擠壓與破壞,在該區(qū)域斷裂發(fā)育密度高,斷層帶附近巖層較為破碎,導(dǎo)水性較強(qiáng),為重要突水預(yù)防區(qū)。(6)從本礦和鄰礦開采實(shí)踐看,數(shù)值模擬導(dǎo)水裂隙帶高度24.7m與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值21.5m,二者具有良好的一致性,即正常開采條件下不會(huì)破壞到礦區(qū)主要含水層。因此,對(duì)于開采3煤層,其頂板上方最大導(dǎo)水裂隙帶高度選取24.7m是安全的。
【圖文】：

其南北兩翼分別發(fā)育次一級(jí)向斜構(gòu)造，其石炭？二疊系含煤地層因被逡逑保存，分別構(gòu)成目前的滕南煤田和滕北煤田，蔡園煤礦即位于滕南煤田范圍內(nèi)。逡逑蔡園煤礦在滕南煤田的構(gòu)造位置，見圖２．４。逡逑前人研宄表明，在石炭一二疊紀(jì)成煤期后，本區(qū)域一般經(jīng)歷了印支、燕山、逡逑喜馬拉雅三個(gè)構(gòu)造活動(dòng)期，印支期以擠壓性質(zhì)為主，燕山期以擠壓為主兼壓扭，喜逡逑馬拉雅期表現(xiàn)為明顯的張性。區(qū)域斷裂構(gòu)造且常伴有走向相同、傾向相反的共逡逑生斷層出現(xiàn)，兩組斷層相互組合，致使形成一系列或東西向展布或南北向展布逡逑的斷塊狀地塹和地壘，并相間排列形成棋盤格式的構(gòu)造格局。晚古生代沉積的逡逑１３逡逑

ＮＷ－ＳＥ向延伸，一組為近ＳＮ向延伸，一組為近ＮＥ－ＳＷ向延伸。斷層傾角一逡逑般比較陡，通常在７０°。同時(shí)礦區(qū)內(nèi)這組ＮＷ－ＳＥ向延伸主要斷層與區(qū)域內(nèi)魯逡逑西地區(qū)最醒目的格架型構(gòu)造ＮＷ向的斷裂構(gòu)造也是相吻合的，如圖３．１。逡逑３９１９６０００邐６５００邐７０００邐７５００邐８０００邐８５００邐９０００邐９５００邐３９５０００００逡逑３８６邋邐１３８６逡逑＿邋Ｎ邐３：邐９０００逡逑４逡逑８５00邐，…，＇ 邐８５００逡逑／邐＼／／邋Ｉ逡逑１＼｜邋５逡逑／邐ｏ邋ｍ逡逑８０００邐兌邋８０００逡逑，邐Ｆ邋ｉ逡逑７５００邐．ｚ－－－，＇％、、．邐ＩＦ１９邋＾邋Ｆ２３邋；邐：邐７５００逡逑ｍ邐＂Ｋ邋Ｊ／＼邋７ｍ逡逑６５００邐，邐、：：：：，邐６５００逡逑，，孕Ａ邐ｚ，／邋少產(chǎn)邐／邐Ｉ逡逑＿邐ｚ邐ｉ邋６０００逡逑Ｉ邐＼逡逑３８６邐／邐３８６逡逑５５００邋邐邐邋５５００逡逑３＆１９６００
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD745

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本文編號(hào)：2674281