本文關(guān)鍵詞：孫疃礦102采區(qū)10煤層底板突水預(yù)測研究

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【摘要】：淮北煤田位于華北聚煤區(qū)南部,礦區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)條件復(fù)雜,開采二疊系山西組下組煤層普遍受煤層底板石炭系太原組與奧陶系灰?guī)r水嚴(yán)重威脅,曾發(fā)生多次底板突水事故。為了確保礦區(qū)孫疃煤礦102采區(qū)山西組下組煤(10煤層)的安全開采,需對10煤底板灰?guī)r含水層富水性特征及底板隔水性能進(jìn)行研究,預(yù)測底板發(fā)生突水的可能性。 本文首先從礦井區(qū)域水文地質(zhì)條件、1～4灰的含水層厚度和巖性組合特征、水化-水力學(xué)條件以及巖溶發(fā)育情況分析了太原組1～4灰?guī)r水文地質(zhì)條件以及富水性特征,得出對10煤層開采有影響的太原組1～4灰含水層處于相對封閉的水文地質(zhì)單元,水文地質(zhì)條件中等-復(fù)雜,巖溶發(fā)育不均,水力聯(lián)系差,富水性弱-中等且差異性較大。其次利用彈塑性理論法以及FLAC3D數(shù)值模擬軟件預(yù)測煤層底板巖體的垂直方向的應(yīng)力分布及底板破壞深度值,得出最大破壞深度為15.03m；結(jié)合10煤底板至太原組一灰頂隔水層的有效厚度、巖性組合、原始導(dǎo)高、巖體結(jié)構(gòu)特征以及物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,對礦區(qū)的10煤底板隔水層進(jìn)行完整的分析,得出隔水層的隔水性能。最后運(yùn)用突水系數(shù)法和建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對底板突水危險性進(jìn)行綜合預(yù)測與評價,并對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析。通過對灰?guī)r水含水層的富水性特征進(jìn)行研究以及10煤層底板突水危險性預(yù)測,為10煤層開采過程中采取相適應(yīng)的防治水方案和措施提供了有利的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：灰?guī)r水防治 突水機(jī)理 彈塑性理論 數(shù)值模擬 突水預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-15
• 1.1 研究背景與意義11-12
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究內(nèi)容與方法14-15
• 1.3.1 研究內(nèi)容14
• 1.3.2 研究方法14-15
• 2 研究區(qū)概況15-25
• 2.1 礦井及采區(qū)位置15-16
• 2.2 地層及煤層特征16-19
• 2.2.1 地層16-18
• 2.2.2 煤層18-19
• 2.3 構(gòu)造特征19-20
• 2.3.1 礦井構(gòu)造19
• 2.3.2 采區(qū)構(gòu)造19-20
• 2.4 水文地質(zhì)條件20-23
• 2.4.1 地表水20
• 2.4.2 新生界松散層含、隔水層20-21
• 2.4.3 基巖含、隔水層21-22
• 2.4.4 碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層22-23
• 2.5 各含水層補(bǔ)給徑流排泄條件及水力聯(lián)系23-25
• 3 底板灰?guī)r含水層水文地質(zhì)特征研究25-37
• 3.1 太灰含水層厚度及巖性分析25-28
• 3.1.1 1～4 灰含水層厚度25-27
• 3.1.2 10煤底板至1灰頂間距27-28
• 3.1.3 1～4 灰含水層巖性分析28
• 3.2 太原組灰?guī)r巖溶發(fā)育情況分析28-29
• 3.3 太原組灰?guī)r含水層水位變化特征29-30
• 3.4 太灰水水化學(xué)特征30-35
• 3.4.1 水化學(xué)分析30
• 3.4.2 水質(zhì)變化規(guī)律30-35
• 3.5 灰?guī)r水含水層富水性研究35-37
• 4 底板破壞規(guī)律數(shù)值模擬37-53
• 4.1 煤層底板巖層運(yùn)動規(guī)律37
• 4.2 采動條件下底板破壞特征37-43
• 4.2.1 煤層底板巖層中的應(yīng)力場計(jì)算的彈性理論基礎(chǔ)37-42
• 4.2.2 煤層底板破壞深度理論計(jì)算結(jié)果的分析42-43
• 4.3 塑性理論求解煤層底板巖層內(nèi)破壞深度43-45
• 4.4 底板破壞規(guī)律數(shù)值模擬分析45-47
• 4.4.1 計(jì)算模型46-47
• 4.4.2 計(jì)算方案47
• 4.5 采動應(yīng)力垂直方向的應(yīng)力分布及底板破壞特征分析47-53
• 5 底板突水危險性預(yù)測53-69
• 5.1 1028工作面突水特征53-55
• 5.1.1 突水涌水量53-54
• 5.1.2 突水水源54-55
• 5.2 10煤層底板巖性特征55-62
• 5.2.1 底板巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)55-59
• 5.2.2 10煤底板至1灰頂間距59
• 5.2.3 等效隔水層厚度59-60
• 5.2.4 底板巖層總體抗壓強(qiáng)度60-62
• 5.3 采區(qū)突水預(yù)測62-69
• 5.3.1 突水系數(shù)法62-64
• 5.3.2 底板突水量預(yù)測64-69
• 6 結(jié)論69-71
• 6.1 結(jié)論69
• 6.2 不足69-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 致謝73-75
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐瑞朋;姜振泉;段宏飛;張蕊;;承壓水上開采煤層底板破壞深度數(shù)值模擬及實(shí)測研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2012年03期

2 王連國,宋揚(yáng);煤層底板突水突變模型[J];工程地質(zhì)學(xué)報;2000年02期

3 郭惟嘉,劉楊賢;底板突水系數(shù)概念及其應(yīng)用[J];河北煤炭;1989年02期

4 馬玉姣;程根銀;趙東云;;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤層瓦斯含量預(yù)測中的應(yīng)用[J];煤炭工程;2010年01期

5 田干;;突水系數(shù)計(jì)算公式的演變及實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭工程;2010年05期

6 王作宇，張建華，劉鴻泉，宋曉平，王培彝，于樹春，，馬東山;承壓水上近距煤層重復(fù)采動的底板巖體移動規(guī)律[J];煤炭科學(xué)技術(shù);1995年02期

7 錢鳴高,繆協(xié)興,許家林;巖層控制中的關(guān)鍵層理論研究[J];煤炭學(xué)報;1996年03期

8 李白英;預(yù)防礦井底板突水的“下三帶”理論及其發(fā)展與應(yīng)用[J];山東礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1999年04期

9 施龍青;;底板突水機(jī)理研究綜述[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

10 周維垣;巖體力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法的現(xiàn)狀與展望[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;1993年01期

本文編號：647407