【摘要】：在薄基巖厚松散層地質(zhì)條件下進(jìn)行煤層開采時,導(dǎo)水裂隙帶容易貫通基巖,波及松散層中的含水層,給礦井安全生產(chǎn)造成巨大威脅,并且會引起上部土層的變形和沉降,造成潛水位下降甚至潛水含水層被疏干,對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。本論文從松散層土體物理力學(xué)性質(zhì)和薄基巖的變形及破壞角度出發(fā),結(jié)合三元煤礦實際地質(zhì)條件,綜合運(yùn)用室內(nèi)試驗、理論分析、數(shù)值模擬等方法對薄基巖厚松散層隔水性能進(jìn)行研究。主要得出以下研究成果:(1)根據(jù)土的物理和力學(xué)性質(zhì)的試驗,將三元煤礦松散層土體分成淺部、中部、深部三段,深部粘土為低壓縮性飽和粘土,滲透性差,抗破壞的能力好,與基巖形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)共同起到阻水作用,可作為良好的頂板隔水層。(2)考慮了采動破碎巖體對上覆巖體的支撐作用,建立四邊固支的Winkler地基模型,根據(jù)能量法推導(dǎo)了其撓度表達(dá)式以及應(yīng)力表達(dá)式,得到了薄基巖撓度與地基系數(shù)的關(guān)系及臨界載荷隨工作面推進(jìn)距離的變化規(guī)律。(3)基于普氏地壓學(xué)說對煤層采動上覆粘土層成拱效應(yīng)進(jìn)行分析,得到粘土層破壞成拱的形狀受側(cè)壓力分布形式及側(cè)壓力系數(shù)的影響。側(cè)壓力的分布及側(cè)壓力系數(shù)的大小決定了壓力拱的形狀;隨著側(cè)壓力系數(shù)的增加,拉、壓分界點逐漸向外擴(kuò)展。(4)分析得到三元煤礦薄基巖厚松散層區(qū)粘土層不被破壞的極限基巖厚度為38m左右,此厚度對于利用粘土層的隔水性能有參考作用;3301工作面上部松散層水及地表積水受相鄰工作面開采的影響較小,不會導(dǎo)致3301工作面上方地表沉陷區(qū)積水潰入工作面。
【圖文】：

表 2-2 影響粘土性質(zhì)的宏觀和微觀因素ble 2-2 Influences factors of the macroscopic and microscopic of clay prope宏觀因素 微細(xì)觀因素含水量 礦物的種類密度 礦物的含量顆粒性狀和粒徑分布 組構(gòu)圍壓 孔隙水的成分溫度 孔隙水的性質(zhì)驗所取的土樣為沁水煤田長治礦區(qū)三元煤礦三采區(qū)不同深圖 2-1）。山西三元煤業(yè)股份有限公司井田位于沁水煤田東治礦區(qū)北與潞安礦區(qū)相接，南與高平礦區(qū)相連。三元煤業(yè)股號煤層（厚度 6.6～7.5m），三采區(qū)為目前主要采區(qū)，三采區(qū)范度 40.0～60.0m、其上為厚度 166.7～210.0m 的第四系松散查明，第四系松散覆蓋層中賦存有數(shù)十個中等富水性的孔隙全生產(chǎn)的主要突水危險源。

b=200m(c) a=400m，，b=200m0.220570.4411440.661710.6617161710.882281.10281.10281.32341.3234 1.5441.54460 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 3000.29337 0.293370.293370.293370.586740.586740.586740.586740.880120.880120.880121.17351.17351.17351.46691.4691.46691.76021.76021.76021.76022.05362.05362.053660 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 4000.36669 0.366690.366690.366690.366690.733380.733380.733380.73381.10011.1011.10011.10011.46681.4681.46681.46681.83351.83351.83351.83352.20012.2001.20122.56682.56682.56680 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 500200406080100120140160180200
【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】：2018
【分類號】：TD745.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2693752