發(fā)布時(shí)間：2017-04-12 21:52

  本文關(guān)鍵詞：唐家會(huì)煤礦特厚煤層水害防治分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦水害一直是阻礙煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一,而承壓水上采煤導(dǎo)致的水害又約占整個(gè)礦井水害的50%以上。唐家會(huì)煤礦主采煤層為6煤,61101工作面為礦井首采工作面,工作面開(kāi)采面臨頂板砂巖水、底板奧灰水、斷層裂隙水及廢棄巷道采空區(qū)積水綜合作用下回采安全問(wèn)題,且6煤平均厚約17m。而特厚煤層采動(dòng)底板破壞演化特征尚無(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒,因此,對(duì)唐家會(huì)煤礦特厚煤水害防治分析研究是十分必要的。為此,本文以特厚煤層開(kāi)采的唐家會(huì)煤礦61101首采工作面為工程背景,進(jìn)行水害防治研究,探索特厚煤層采動(dòng)底板破壞變化特征及水害防治方法。研究?jī)?nèi)容及取得成果如下:1、針對(duì)61101工作面水文地質(zhì)條件,為查清奧灰含水層的富水性特征,工作面構(gòu)造發(fā)育形態(tài),底板巖層的阻隔水性能力、厚度以及裂隙變化情況,進(jìn)行了物探與鉆探探查方法設(shè)計(jì),并對(duì)其成果進(jìn)行了分析推斷,獲得了6煤距奧灰含水層等厚線、6煤底板砂巖厚度等值線、底板隔水層厚度等值線以及底板物探異常區(qū)的分布范圍。2、依據(jù)61101工作面頂?shù)装鍘r石力學(xué)測(cè)試成果,建立了工程地質(zhì)模型,采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件,進(jìn)行了礦山壓力(10.1MPa)和承壓水水壓(1.2MPa)共同作用下,不同斷層落差(5m、10m、15m和20m)、不同推進(jìn)距離(40m、80m、120m、160m和200m)對(duì)6煤層底板各巖層的孔隙水壓力、垂直應(yīng)力和塑性破壞區(qū)的分布變化情況模擬,結(jié)果表明:(1)當(dāng)推進(jìn)距離相同時(shí),隨著斷層落差的增大,工作面底板圍巖的最大孔隙水壓力在增大;當(dāng)斷層落差相同時(shí),隨著工作面不斷推進(jìn)并接近斷層時(shí),底板圍巖的最大孔隙水壓力也在增大。(2)工作面底板圍巖沿走向產(chǎn)生壓應(yīng)力,支承壓力在工作面前方和采空區(qū)部位附近形成了應(yīng)力集中;沿傾向方向,工作面底板巖體基本處于減壓區(qū)內(nèi),而底板圍巖由細(xì)砂巖和含有砂質(zhì)的泥巖的組成,抗壓強(qiáng)度較大,工作面底板的圍巖能保持穩(wěn)定而不破壞。(3)工作面頂?shù)装逯饕a(chǎn)生拉伸塑性區(qū),采場(chǎng)前方及采空區(qū)后方產(chǎn)生剪切塑性區(qū);計(jì)算中考慮了孔隙和奧灰水壓力作用,底板圍巖均較快產(chǎn)生了塑性區(qū)且其范圍在增大;只要工作面底板圍巖保持完整和奧灰水壓不超過(guò)其上部巖體所能抵抗的強(qiáng)度,那么基本上就不會(huì)發(fā)生突水。3、通過(guò)對(duì)影響61101首采工作面安全回采水害影響因素分析,利用突水系數(shù)法、安全隔水層厚度比值系數(shù)法、安全水壓公式法等多種方法對(duì)6煤層帶壓開(kāi)采時(shí)底板奧灰含水層突水危險(xiǎn)性程度初步評(píng)價(jià),計(jì)算結(jié)果如下:(1)突水系數(shù)ST在0.025~0.033范圍之間,小于0.06的臨界值;所以,工作面開(kāi)采發(fā)生突水危險(xiǎn)的可能性很小;(2)安全隔水層厚度比值系數(shù)asT在0.5035~0.7206范圍,均小于1,因此,工作面開(kāi)采存在突水危險(xiǎn)性較小;(3)工作面奧灰水壓最大為1.2MPa,遠(yuǎn)小于隔水層能夠承受的安全水壓60.25MPa,故工作面開(kāi)采存在突水危險(xiǎn)性較小。4、預(yù)計(jì)了工作面涌水量、礦井涌水量并結(jié)合周邊礦井防治水經(jīng)驗(yàn),提出了行之有效的水害防治方法與對(duì)策。論文研究成果已應(yīng)用于唐家會(huì)煤礦61101首采工作面防治水工作實(shí)踐中,實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn),產(chǎn)生了良好的效果,為特厚煤層底板奧灰水防治提供了寶貴經(jīng)驗(yàn),帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,具有推廣和借鑒價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：物探勘探 數(shù)值模擬 經(jīng)驗(yàn)公式 涌水量預(yù)計(jì) 防治水方法
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 第一章 緒論17-25
• 1.1 研究目的及意義17-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)18-23
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展趨勢(shì)18-19
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)19-23
• 1.3 論文的主要內(nèi)容23
• 1.4 研究方法23-24
• 1.5 技術(shù)路線24-25
• 第二章 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件25-33
• 2.1 概況25
• 2.1.1 礦井概況25
• 2.1.2 工作面基本概況25
• 2.2 地質(zhì)條件25-29
• 2.2.1 地層25-26
• 2.2.2 區(qū)域構(gòu)造26-27
• 2.2.3 井田構(gòu)造27-28
• 2.2.4 首采工作面構(gòu)造28-29
• 2.2.5 煤層29
• 2.3 水文地質(zhì)條件29-33
• 2.3.1 工作面開(kāi)采相關(guān)含（隔）水層特征29-31
• 2.3.2 首采工作面上覆 4、5、6 煤層頂?shù)装迳皫r含水層特征31-33
• 第三章 底板奧灰水探查設(shè)計(jì)與分析33-42
• 3.1 探查方法設(shè)計(jì)33-35
• 3.1.1 物探勘探33
• 3.1.2 鉆探探測(cè)33-35
• 3.2 鉆探結(jié)果及分析35-38
• 3.3 物探結(jié)果及分析38-40
• 3.3.1 直流電測(cè)深38-39
• 3.3.2 音頻電穿透39-40
• 3.3.3 對(duì)異常性質(zhì)分析、推斷40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第四章 圍巖水壓力分布及其破壞的FLAC~(3D)數(shù)值模擬42-59
• 4.1 FLAC~(3D)軟件介紹42-43
• 4.2 圍巖水壓力分布及其破壞計(jì)算模型概況43-44
• 4.3 模擬結(jié)果分析44-57
• 4.3.1 孔隙水壓力分布（走向）45-47
• 4.3.2 孔隙水壓力分布（傾向）47-50
• 4.3.3 垂直應(yīng)力分布(走向)50-52
• 4.3.4 垂直應(yīng)力分布(傾向)52-53
• 4.3.5 圍巖破壞區(qū)分布(走向)53-55
• 4.3.6 圍巖破壞區(qū)分布(傾向)55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 61101工作面帶壓開(kāi)采條件分析59-70
• 5.1 工作面回采水害因素分析59-65
• 5.1.1 頂板砂巖水59-60
• 5.1.2 底板奧灰水60-63
• 5.1.3 斷層水63-64
• 5.1.4 廢棄巷道積水64-65
• 5.2 突水危險(xiǎn)性分析65-69
• 5.2.1 頂板砂巖含水層危險(xiǎn)性分析65-66
• 5.2.2 底板奧灰含水層危險(xiǎn)性分析66-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第六章 涌水量預(yù)計(jì)及水害防治對(duì)策70-78
• 6.1 工作面涌水量預(yù)計(jì)70-72
• 6.1.1 工作面初始垮落時(shí)涌水量70-72
• 6.1.2 工作面正常推進(jìn)時(shí)的涌水量72
• 6.1.3 工作面最大涌水量72
• 6.2 礦井涌水量預(yù)計(jì)72-73
• 6.3 充水水源及其通道分析73-75
• 6.3.1 充水水源分析73
• 6.3.2 充水通道分析73-75
• 6.4 礦井防治水技術(shù)路線75-77
• 6.4.1 防治水原則75
• 6.4.2 頂板水防治方法75-76
• 6.4.3 奧灰水防治方法76
• 6.4.4 防治水技術(shù)路線76-77
• 6.5 本章小結(jié)77-78
• 第七章 結(jié)論及展望78-81
• 7.1 結(jié)論78-79
• 7.2 展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-86
• 作者簡(jiǎn)介86

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