本文關(guān)鍵詞：華北隱伏型煤田松散承壓含水層下開采頂板突水預(yù)測與防治技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 松散承壓含水層 Fisher判別分析法 GIS-AHP多元信息融合法 流固耦合數(shù)值模擬 防水煤巖柱

【摘要】：我國華北型煤田內(nèi)煤系地層普遍被厚松散層所覆蓋,松散層底部存在一層以非膠結(jié)砂土與砂礫等為骨架的承壓含水層。隨著煤礦開采規(guī)模的擴大和開采上限的提高,松散承壓含水層下煤層頂板突水事故屢有發(fā)生,造成了嚴重的地質(zhì)危害并妨害了煤礦正常的安全生產(chǎn)。本文以位于淮北煤田的祁東煤礦南部采區(qū)為主要研究區(qū)。首先,在充分收集和處理研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)及水文地質(zhì)等資料的基礎(chǔ)上,分析了研究區(qū)內(nèi)松散層底部含水層(“四含”)、“底粘”、基巖及斷層等方面的分布規(guī)律。其次,分別利用Fisher判別分析法與GIS-AHP多元信息融合法預(yù)測了研究區(qū)松散承壓含水層下61、82及9煤層開采頂板突水危險區(qū),并將兩種方法得到的預(yù)測結(jié)果進行對比分析。最后,基于離散元軟件UDEC對研究區(qū)61煤層工作面開采進行流固耦合模擬,判識突水隱患,并結(jié)合《“三下采煤”規(guī)程》確定了研究區(qū)松散承壓含水層下61煤層開采斜向(近四含)與水平向(近魏廟斷層)的防水煤巖柱留設(shè)。得出的主要結(jié)論為：通過Fisher判別法與GIS-AHP多元信息融合法預(yù)測的頂板突水區(qū)分布范圍大小雖不相同,但分布位置較為類似,同時具有3種依次排列的不同突水危險類型。由UDEC流固耦合模擬結(jié)果可知,在煤層開采過程中,覆巖以發(fā)育離層裂隙為主,垂向裂隙為輔。離層裂隙與垂向裂隙相互溝通,水壓與滲流速率增大是識別導(dǎo)水通道形成的關(guān)鍵因素。結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果與規(guī)程計算,確定了祁東煤礦南部采區(qū)四含下61煤層開采斜向防水煤巖柱垂高90 m,開采上限標高為-509.36 m；水平向的斷層防水煤巖柱寬度為30.7 m。
【關(guān)鍵詞】：松散承壓含水層 Fisher判別分析法 GIS-AHP多元信息融合法 流固耦合數(shù)值模擬 防水煤巖柱
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD745
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 緒論17-26
• 1.1 選題依據(jù)及意義17-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-23
• 1.2.1 覆巖破壞理論的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.2 松散承壓含水層下突水機理研究現(xiàn)狀20-21
• 1.2.3 松散承壓含水層下突水預(yù)防研究現(xiàn)狀21-23
• 1.3 論文研究內(nèi)容及技術(shù)路線23-24
• 1.4 技術(shù)關(guān)鍵24-25
• 1.5 創(chuàng)新點25-26
• 第二章 祁東煤礦區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)26-30
• 2.1 區(qū)域背景26-27
• 2.1.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造26
• 2.1.2 區(qū)域松散層分布26-27
• 2.2 祁東煤礦地質(zhì)及水文地質(zhì)27-30
• 2.2.1 地質(zhì)條件27-28
• 2.2.2 水文地質(zhì)條件28-30
• 第三章 祁東煤礦南部采區(qū)地質(zhì)與水文地質(zhì)條件分析30-61
• 3.1 松散層地質(zhì)特征30-36
• 3.1.1 松散層厚度30-32
• 3.1.2 三隔厚度32-34
• 3.1.3 四含厚度及四含有效厚度34
• 3.1.4 底粘厚度34-36
• 3.2 四含水文地質(zhì)條件分析36-40
• 3.2.1 富水性36-38
• 3.2.2 含水層荷載傳遞系數(shù)分布38-40
• 3.3 基巖地質(zhì)特征分析40-56
• 3.3.1 基巖與基巖風(fēng)化帶厚度分布40-43
• 3.3.2 有效保護層厚度43-48
• 3.3.3 基巖斷層發(fā)育特征48-56
• 3.4 基巖關(guān)鍵層特征56-60
• 3.4.1 關(guān)鍵層的定義56
• 3.4.2 關(guān)鍵層的判別56-57
• 3.4.3 典型鉆孔主關(guān)鍵層的判別結(jié)果57-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第四章 基于Fisher判別分析法的煤層頂板突水危險區(qū)預(yù)測61-75
• 4.1 Fisher判別分析法61-62
• 4.2 煤層頂板突水危險類型劃分62-64
• 4.3 Fisher判別評價指標及訓(xùn)練樣本64-67
• 4.3.1 Fisher判別評價指標的選取64-66
• 4.3.2 訓(xùn)練樣本66-67
• 4.4 煤層頂板突水的Fisher判別模型的建立67-68
• 4.5 判別模型檢驗68-69
• 4.6 南部采區(qū)煤層突水危險區(qū)域預(yù)測69-74
• 4.7 本章小結(jié)74-75
• 第五章 基于GIS-AHP多元信息融合頂板突水危險區(qū)預(yù)測75-86
• 5.1 理論方法75-77
• 5.1.1 GIS-AHP多元信息融合思路75
• 5.1.2 權(quán)重的確定75-77
• 5.1.3 GIS軟件77
• 5.2 主控因素的選取77-78
• 5.3 主控因素專題圖的建立與歸一化78-80
• 5.4 層次分析結(jié)構(gòu)模型的建立80-82
• 5.4.1 層次分析結(jié)構(gòu)模型80-81
• 5.4.2 層次分析判斷矩陣與權(quán)重計算81-82
• 5.5 煤層頂板突水危險性分區(qū)82-84
• 5.6 兩種煤層頂板突水預(yù)測方法結(jié)果分析84-85
• 5.7 本章小結(jié)85-86
• 第六章 基于UDEC流固耦合的松散承壓含水層下安全煤巖柱留設(shè)86-99
• 6.1 基本理論與軟件介紹86-88
• 6.1.1 流固耦合理論86
• 6.1.2 UDEC軟件簡介86-87
• 6.1.3 UDEC中的流固耦合分析87-88
• 6.2 數(shù)值模型88-93
• 6.2.1 模型的建立及賦參88-91
• 6.2.2 試采方案的確定91-92
• 6.2.3 檢測線的設(shè)置92-93
• 6.3 試采模擬結(jié)果及討論93-97
• 6.3.1 方案1：斜向近四含開采93-96
• 6.3.2 方案2:水平向近斷層開采96-97
• 6.4 安全煤巖柱的留設(shè)97
• 6.5 本章小結(jié)97-99
• 第七章 結(jié)論與展望99-101
• 7.1 結(jié)論99-100
• 7.2 展望100-101
• 參考文獻101-107
• 附錄1 祁東煤礦北部采區(qū)含水層荷載傳遞系數(shù)107-109
• 附錄2 祁東煤礦北部采區(qū)不同尺度下各區(qū)域含斷層的格子數(shù)與分形規(guī)律統(tǒng)計109-111
• 附錄3 祁東煤礦主關(guān)鍵層到主采煤層距離統(tǒng)計111-116
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況116-117

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9 Γ.Л.Фисенко;李玉山;;含水礦床不，

本文編號：661237