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五溝煤礦1033綜采工作面采前防治水安全性評(píng)價(jià)

發(fā)布時(shí)間:2017-07-26 09:23

  本文關(guān)鍵詞:五溝煤礦1033綜采工作面采前防治水安全性評(píng)價(jià)


  更多相關(guān)文章: 五溝煤礦 四含 太灰水 斷層破碎帶 數(shù)值模擬 防治水安全性評(píng)價(jià)


【摘要】:我國受水害威脅煤層量大面廣,且頻發(fā)突水致災(zāi)淹井事故,不僅經(jīng)濟(jì)損失大,而且破壞了礦區(qū)生態(tài)水環(huán)境,同時(shí)造成嚴(yán)重的社會(huì)危害。項(xiàng)目研究的五溝煤礦主采煤層上方直接覆蓋有砂礫石含水層,底部有富水中等的灰?guī)r含水層,且斷層極為發(fā)育,屬受新生界四含水、頂板砂巖裂隙水、底板灰?guī)r水、斷層水四種水體威脅煤層開采。礦井設(shè)計(jì)時(shí)留設(shè)的各種防水煤柱煤量高達(dá)3665萬噸,為了安全高效回收煤炭資源,開展受水困煤層采前安全性評(píng)價(jià)是十分必要的。論文以五溝煤礦1033綜采工作面為背景,通過理論分析及數(shù)值模擬等方法,綜合分析了影響工作面安全開采的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和開采工程技術(shù)條件,針對(duì)第四系松散層底部孔隙含水層(四含)、煤層砂巖頂板充水含水層、底板灰?guī)r承壓含水層及斷層破碎帶四種水害影響因素,評(píng)估預(yù)測(cè)了1033綜采工作面在多水源作用下的安全開采條件,對(duì)工作面采前防治水進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)。首先通過地面三維地震勘探、地面鉆探、井下瞬變電磁探測(cè)、無線電波坑透探測(cè)等物探方法對(duì)工作面地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行了綜合探查,根據(jù)工作面附近的鉆孔揭露的地質(zhì)資料表明了10煤頂?shù)装宓膸r性特征,同時(shí)對(duì)10煤層頂、底巖石中采取試樣分別進(jìn)行了物理及力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn),獲得了主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。根據(jù)1033工作面水患因素的分析結(jié)果,依據(jù)測(cè)試報(bào)告及有關(guān)技術(shù)規(guī)程,對(duì)頂板砂巖裂隙含水層進(jìn)行探查,為降低底板突水系數(shù),采取灰?guī)r注漿改造結(jié)合疏水降壓的方法進(jìn)行底板太灰水的防治。并采用FLAC3D數(shù)值模擬,預(yù)測(cè)了太灰水及斷層對(duì)工作面安全開采的影響。在查明水文地質(zhì)條件及開采時(shí)充水因素的基礎(chǔ)上,預(yù)測(cè)了礦井開采期間的涌水量,根據(jù)預(yù)測(cè)的最大涌水量,進(jìn)行了工作面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。論文分析評(píng)價(jià)了各種水體對(duì)工作面安全開采的影響,結(jié)果表明:(1)四含對(duì)工作面開采影響較小,10煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層在工作面范圍內(nèi)大部分區(qū)域富水性較弱,對(duì)煤層開采的充水作用不大;(2)1033工作面煤層底板粉砂巖與細(xì)砂巖互層或砂質(zhì)泥巖為中等堅(jiān)硬巖類,頂板覆巖類型屬于軟弱—中硬覆巖類型;(3)1033工作面上覆四含厚度為10.1~19.45m,單位涌水量q為0.0076~0.0339L/(s·m),滲透系數(shù)K為0.0271~0.104m/d,屬弱含水層,水體采動(dòng)等級(jí)為Ⅱ類水體,可以留設(shè)防砂煤巖柱開采;類比其他工作面得知1033綜采工作面需留設(shè)的防砂煤巖柱高度為39.91m,小于實(shí)際留設(shè)煤巖柱47.78m;(4)1033工作面底板最大突水系數(shù)為0.051~0.125MPa/m,局部地段大于臨界突水系數(shù),但通過注漿改造后,突水系數(shù)變?yōu)?.033~0.059MPa/m,小于臨界突水系數(shù),因此在注漿加固改造后工作面開采存在突水危險(xiǎn)性較小,具備安全開采條件。(5)以F1033-7斷層為例,利用FLAC3D數(shù)值模擬分析軟件進(jìn)行斷層采動(dòng)活化特征的研究。模擬結(jié)果表明:F1033-7斷層在工作面推進(jìn)的過程中未出現(xiàn)明顯活化特征,當(dāng)斷層帶含有少部分水時(shí)不會(huì)對(duì)工作面產(chǎn)生嚴(yán)重影響。根據(jù)上述分析結(jié)果制定了切實(shí)可行的防治水措施,確保了1033工作面的安全開采,對(duì)類似工作面水害防治具有重要指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】:五溝煤礦 四含 太灰水 斷層破碎帶 數(shù)值模擬 防治水安全性評(píng)價(jià)
【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
  • Abstract7-15
  • 第一章 緒論15-22
  • 1.1 研究目的及意義15-16
  • 1.1.1 研究目的15-16
  • 1.1.2 研究意義16
  • 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
  • 1.2.1 底板突水研究現(xiàn)狀16-17
  • 1.2.2 斷層突水研究現(xiàn)狀17-18
  • 1.2.3 防治水技術(shù)研究現(xiàn)狀18-20
  • 1.3 研究?jī)?nèi)容20
  • 1.4 研究方法及技術(shù)路線20-22
  • 1.4.1 研究方法20-21
  • 1.4.2 研究技術(shù)路線21-22
  • 第二章 1033工作面工程概況22-45
  • 2.1 1033工作面開采概況22
  • 2.2 1033工作面地質(zhì)條件22-23
  • 2.3 1033工作面水文地質(zhì)條件探查23-37
  • 2.3.1 地面探查23
  • 2.3.2 井下瞬變電磁探測(cè)23-26
  • 2.3.3 并行電法探測(cè)成果分析26-29
  • 2.3.4 工作面無線電波坑透探測(cè)29-37
  • 2.4 工作面水文地質(zhì)條件37-39
  • 2.4.1 含水層37-38
  • 2.4.2 斷層含、導(dǎo)水性38
  • 2.4.3 工作面充水特點(diǎn)38-39
  • 2.5 工作面工程地質(zhì)條件39-45
  • 2.5.1 煤層頂?shù)装鍘r性組成與厚度變化特征39-41
  • 2.5.2 頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)特征41-42
  • 2.5.3 工程地質(zhì)巖組特征42
  • 2.5.4 頂?shù)装鍘r體結(jié)構(gòu)特征42-45
  • 第三章 1033工作面水患因素分析45-50
  • 3.1 含水層水45-47
  • 3.1.1 新生界四含水45-46
  • 3.1.2 10煤頂板砂巖裂隙水46-47
  • 3.1.3 10煤底板太灰水47
  • 3.2 工作面內(nèi)斷層對(duì)工作面開采影響47-50
  • 3.2.1 斷層含導(dǎo)水性分析47-49
  • 3.2.2 工作面采動(dòng)斷層活化對(duì)煤層開采的影響49-50
  • 第四章 1033工作面開采技術(shù)條件評(píng)價(jià)50-66
  • 4.1 四含水害評(píng)價(jià)50-53
  • 4.1.1 水體采動(dòng)等級(jí)50
  • 4.1.2 工作面兩帶高度預(yù)計(jì)及防砂安全煤巖柱高度計(jì)算50-53
  • 4.1.3 10煤開采四含突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)53
  • 4.2 1033工作面太灰突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)53-58
  • 4.2.1 突水危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)54-55
  • 4.2.2 1033工作面開采太灰突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)55-58
  • 4.3 斷層對(duì)工作面開采影響研究58-66
  • 4.3.1 工作面采動(dòng)斷層活化特征58-59
  • 4.3.2 斷層對(duì)1033工作面開采的影響59-66
  • 第五章 1033工作面開采涌水量預(yù)計(jì)及排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)66-71
  • 5.1 1033工作面開采涌水量預(yù)計(jì)66-70
  • 5.1.1 1033工作面涌水組成66
  • 5.1.2 涌水量計(jì)算方法66-67
  • 5.1.3 工作面回采涌水量預(yù)計(jì)67-70
  • 5.2 1033工作面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)70-71
  • 5.2.1 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)依據(jù)70
  • 5.2.2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案70-71
  • 第六章 1033工作面開采防治水安全性評(píng)價(jià)及防治水對(duì)策研究71-75
  • 6.1 工作面開采安全性評(píng)價(jià)71-72
  • 6.1.1 工作面開采安全性評(píng)價(jià)依據(jù)71
  • 6.1.2 工作面開采安全條件評(píng)價(jià)71-72
  • 6.1.3 評(píng)價(jià)結(jié)果72
  • 6.2 1033工作面安全開采對(duì)策研究72-75
  • 6.2.1 驗(yàn)證1033工作面頂板異常區(qū)72
  • 6.2.2 回采期間工作面防治水措施72-75
  • 第七章 結(jié)論與展望75-77
  • 7.1 結(jié)論75-76
  • 7.2 展望76-77
  • 參考文獻(xiàn)77-79
  • 致謝79-80
  • 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果80

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7 馬t,

本文編號(hào):575704


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