青東煤礦104采區(qū)10煤層底板灰?guī)r含水層發(fā)育,底版隔水層厚度分布不均,在灰?guī)r水壓力和采動破壞的共同作用下極易產生突水事故。本文針對104采區(qū)10煤層底板及灰?guī)r特征進行研究。 首先分析了礦井及104采區(qū)底板灰?guī)r的地質和水文地質特征,結果表明：對煤層開采產生主要影響的太原組1-4灰含水層處于相對的封閉水文地質單元,徑流弱,富水性中等-強；通過對采區(qū)地質、水文地質以及巖溶陷落柱形成環(huán)境的研究,得出采區(qū)不具備形成較大巖溶陷落柱的地質條件。其次運用灰色BP神經網絡和有限元數值模擬預測了采動影響下底板破壞深度,兩種預測結果相近,平均值為14.65m；運用分形理論對104采區(qū)10煤隔水底板進行完整性分析,并對其進行巖層組合分析；結合104采區(qū)底板隔水層厚度、巖性情況,得出其隔水性能較好的結論。利用數值模擬得10煤層采動時斷層位置滲流場變化情況,表明采區(qū)斷層富水性弱,但仍存在受斷層切割使10煤層與太灰對接,導致發(fā)生突水的可能；通過突水系數理論計算結果分析,結果表明采區(qū)的灰?guī)r含水層水壓高、底板隔水層薄,處于承壓水上“超限開采”狀態(tài),存在灰?guī)r突水的可能性。最后,采用了“穩(wěn)定流”和“非穩(wěn)定流”公式對采區(qū)的涌...

【文章頁數】：110 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 課題研究目的和意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 國內研究現狀
        1.2.2 國外研究現狀
        1.2.3 存在的問題
    1.3 課題研究內容和方法
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 研究方法
    1.4 論文時間安排和工作量
        1.4.1 時間安排
        1.4.2 主要完成工作量
2 礦井地質和水文地質
    2.1 礦井及104采區(qū)位置
    2.2 地層特征
        2.2.1 地層
        2.2.2 煤層
    2.3 礦井和采區(qū)構造
        2.3.1 礦井構造
        2.3.2 采區(qū)構造
    2.4 采區(qū)水文地質特征
        2.4.1 地表水
        2.4.2 新生界松散層含、隔水層
        2.4.3 二疊系主采煤層間含、隔水層
        2.4.4 碳酸鹽巖類巖溶裂隙含、隔水層
    2.5 斷層及巖溶富水性
    2.6 各含水層補給、徑流、排泄條件及其水力聯系
3 底板灰?guī)r水文地質特征分析
    3.1 太灰含水層內部結構及巖溶發(fā)育情況
        3.1.1 太原組一灰頂標高
        3.1.2 1～4灰含水層巖性分析
        3.1.3 1～4灰?guī)r溶發(fā)育情況分析
        3.1.4 陷落柱發(fā)育情況
    3.2 太灰水水化學特征
        3.2.1 水質分析
        3.2.2 水源判別
    3.3 灰?guī)r水文地質條件及富水性分析
        3.3.1 抽放水試驗成果分析
        3.3.2 水文地質成果總結
4 104采區(qū)10煤層底板破壞規(guī)律
    4.1 灰色BP神經網絡預測底板破壞深度
        4.1.1 煤層底板破壞深度影響因素分析
        4.1.2 灰色BP神經網絡預算模型基本原理
        4.1.3 預測樣本的選取
        4.1.4 網絡的建立、訓練及檢驗
    4.2 數值模擬預測底板破壞深度
        4.2.1 FLAC^3D簡介
        4.2.2 模型的建立
        4.2.3 模擬結果分析
    4.3 底板破壞深度確定
5 采區(qū)充水因素分析
    5.1 底板裂隙突水
        5.1.1 10煤層隔水底板厚度變化特征
        5.1.2 10煤層隔水底板巖性組合特征
        5.1.3 底板隔水層段物理力學性質
        5.1.4 10煤層底板隔水層巖體結構類型劃分
        5.1.5 10煤層底板裂隙突水預測
    5.2 斷層導含水性分析
        5.2.1 實際揭露
        5.2.2 斷層導水性數值模擬
    5.3 104采區(qū)太灰水量預測
        5.3.1 計算公式
        5.3.2 預測突水量
        5.3.3 預測結果
6 104采區(qū)10煤層底板突水危險性評價
    6.1 灰色模糊綜合評價方法簡介
    6.2 評價指標及統(tǒng)計分析
        6.2.1 巖溶裂隙發(fā)育
        6.2.2 斷裂構造
        6.2.3 隔水底板厚度
        6.2.4 含水層厚度
    6.3 底板突水危險性等級評價
        6.3.1 權重的計算
        6.3.2 因素集的確定
        6.3.3 評語集的確定
        6.3.4 白化權函數的確定
        6.3.5 灰色模糊運算
    6.4 底板突水危險性等級分區(qū)
7 結論
    7.1 結論
    7.2 存在的不足
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3984530