本文關(guān)鍵詞：帶壓開采煤層底板突水評(píng)價(jià)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：經(jīng)過幾十年簡(jiǎn)單、粗放、大規(guī)模、高強(qiáng)度的勘探開發(fā),華北巖溶礦區(qū)大部分礦井都轉(zhuǎn)入深部煤層開發(fā)狀態(tài)。受復(fù)雜的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件制約,很多礦井都面臨煤層底板巖溶含水層水的威脅,礦井防治水形勢(shì)嚴(yán)峻。針對(duì)研究區(qū)深部煤層下伏承壓含水層水頭高、靜儲(chǔ)量大的現(xiàn)狀和復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,探討了影響底板突水的主導(dǎo)因素,重點(diǎn)探索了煤層底板隔水層的阻水能力。在分析了煤層底板突水理論的基礎(chǔ)上,圍繞煤層底板突水的主導(dǎo)因素,運(yùn)用礦井水文地質(zhì)學(xué)、巖體力學(xué)等地學(xué)理論,采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、突水系數(shù)、有限差分和層次分析等手段和方法對(duì)突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究。首先,利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)3個(gè)不同工況工作面采動(dòng)過程中的底板變形特征進(jìn)行探測(cè)與研究。結(jié)果表明,三個(gè)不同開采條件工作面底板變形特征與采深、采寬和承受奧灰水壓關(guān)系密切,特別是還與頂板巖性特征有關(guān)。然后,利用74組底板破壞深度探測(cè)實(shí)例,借助MATLAB仿真平臺(tái)構(gòu)建了煤層底板破壞深度預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)最大誤差百分比為7%。最后,基于煤層底板突水的實(shí)質(zhì),分別利用突水系數(shù)法、數(shù)值模擬法和層次分析法建立了突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模式,詳細(xì)闡述了不同評(píng)價(jià)方法的基本原理以及評(píng)價(jià)參數(shù)的獲取途徑。然后,以M1礦4#煤綜采工作面為例,應(yīng)用三種判別方法對(duì)4#煤采掘工程突水危險(xiǎn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。①突水系數(shù)判別法的計(jì)算結(jié)果為0.107MPa/m,大于臨界突水系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值0.076MPa/m,表明該工作面突水可能性較大。②利用FLAC3D構(gòu)建的突水評(píng)價(jià)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果表明,底板隔水層中最小主應(yīng)力值最大為8MPa,小于奧灰水壓9MPa;而最大破壞深度為26m,小于底板隔水層厚度110.05m,綜合分析認(rèn)為工作面發(fā)生突水可能性較小。③AHP模型計(jì)算得出的判斷矩陣的特征向量最大值為0.3004,對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果為“危險(xiǎn)”,即該工作面有突水危險(xiǎn)。綜合三種評(píng)價(jià)結(jié)果,認(rèn)為M1礦4#煤綜采工作面在不采取相應(yīng)安全措施的情況,突水可能性較大。
【關(guān)鍵詞】：底板突水 危險(xiǎn)性評(píng)價(jià) 非線性預(yù)測(cè) 力學(xué)模型 AHP
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD745
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 突水系數(shù)理論13-14
• 1.2.2“下三帶”與“下四帶”理論14-15
• 1.2.3 原位張裂與零位破壞理論15
• 1.2.4“關(guān)鍵層”理論15
• 1.2.5 脆弱性指數(shù)和五圖-雙系數(shù)法15-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容17
• 1.4 研究方案17-19
• 第2章 研究區(qū)地質(zhì)背景條件分析19-25
• 2.1 研究區(qū)概況19
• 2.2 地質(zhì)條件19-21
• 2.2.1 地層與煤層19-20
• 2.2.2 構(gòu)造20-21
• 2.3 水文地質(zhì)條件21-24
• 2.3.1 區(qū)內(nèi)巖溶裂隙含水層特征22-23
• 2.3.2 研究區(qū)隔水層特征23
• 2.3.3 研究區(qū)充水條件特征23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 底板擾動(dòng)變形機(jī)制研究25-42
• 3.1 底板擾動(dòng)理論剖析25-27
• 3.1.1 原巖應(yīng)力分布25-26
• 3.1.2 采動(dòng)底板巖體附加應(yīng)力分布規(guī)律26-27
• 3.2 M1 礦 4~#煤綜采面底板探測(cè)27-34
• 3.2.1 工程布置27-28
• 3.2.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析28-34
• 3.3 M2 礦 6~#煤工作面底板探測(cè)34-37
• 3.3.1 試驗(yàn)工程布置34-35
• 3.3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析35-37
• 3.4 M3 礦 9~#煤綜采工作面底板探測(cè)37-40
• 3.4.1 監(jiān)測(cè)試驗(yàn)布置38
• 3.4.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析38-40
• 3.5 探測(cè)結(jié)果對(duì)比分析40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第4章 底板破壞深度非線性預(yù)測(cè)42-52
• 4.1 主控因素統(tǒng)計(jì)42-45
• 4.2 底板破壞深度模型構(gòu)建45-46
• 4.2.1 輸入、輸出層和隱含層確定45
• 4.2.2 模型參數(shù)設(shè)置45-46
• 4.3 模型構(gòu)建及樣本訓(xùn)練46-51
• 4.3.1 樣本訓(xùn)練46-48
• 4.3.2 訓(xùn)練結(jié)果測(cè)試分析48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 煤層底板突水評(píng)判模式52-71
• 5.1 突水系數(shù)法判別52-54
• 5.2 底板力學(xué)模型54-62
• 5.2.1 判別原理54
• 5.2.2 數(shù)值模擬實(shí)例54-62
• 5.3 層次分析法判別62-69
• 5.3.1 判別原理62-64
• 5.3.2 突水危險(xiǎn)性判別模型構(gòu)建64-68
• 5.3.3 實(shí)例分析68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 結(jié)論與展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 作者簡(jiǎn)介78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果78-79

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本文編號(hào)：334560