【摘要】：“紅層”廣泛分布于我國華中、華南、西南及西北廣大地區(qū),具有巖體強(qiáng)度較低、抗風(fēng)化能力弱、親水性強(qiáng)以及浸水后巖體軟化,強(qiáng)度迅速下降的特點(diǎn),使得“紅層”工程問題日益突出。淮北礦業(yè)集團(tuán)信湖煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,普遍被古近系巨厚“紅層”所覆蓋,加上目前針對“紅層”工程地質(zhì)與水文地質(zhì)研究和借鑒較少,使得“紅層”工程地質(zhì)特性及煤層開采可能誘發(fā)的災(zāi)害問題越來越受關(guān)注。本文以安徽省信湖煤礦82采區(qū)“紅層”為研究對象,在分析其水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)上,結(jié)合勘探過程中所收集到的信息,對古近系“紅層”的分布規(guī)律及其物理、力學(xué)特性展開研究。利用XRD衍射分析和SEM掃描電鏡進(jìn)行“紅層”微觀結(jié)構(gòu)分析,并通過全應(yīng)力-應(yīng)變滲透試驗(yàn)(GDS)和耐崩解試驗(yàn),了解“紅層”水理性質(zhì),進(jìn)行隔水性能評價。同時,結(jié)合沖擊傾向性測試,系統(tǒng)的總結(jié)了信湖煤礦古近系“紅層”獨(dú)特的工程地質(zhì)特性。通過研究發(fā)現(xiàn),“紅層”整體性及自承性較差,隨著8煤的開采,巨厚“紅層”將在自重作用下隨著基巖的垮落而增加支架的附加荷載,尤其是斷層處,易形成較為強(qiáng)烈的礦山壓力顯現(xiàn)。另外,“紅層”底部往往發(fā)育一定厚度的砂礫巖含水層,在采動的影響下易被導(dǎo)水裂隙帶波及而導(dǎo)致“紅層”突水。故本文以824工作面為例,結(jié)合FLAC~(3D)模擬軟件研究“兩帶”(裂隙帶、冒落帶)高度、斷層影響范圍以及采動覆巖破壞規(guī)律,并基于理論分析、數(shù)值模擬和相似條件礦井類比的方法確定導(dǎo)水裂隙帶高度113m。然后結(jié)合勘探資料,在分析82采區(qū)巨厚“紅層”災(zāi)害隱患的基礎(chǔ)上,提出了“紅層”與煤層間距、斷層影響因素、導(dǎo)水裂隙帶高度、“紅層”底部含水層厚度、“紅層”底部RQD、“紅層”底部含水層泥巖比例、煤層厚度、“紅層”厚度和鉆孔單位涌水量9個誘發(fā)礦井地質(zhì)災(zāi)害的主控因素,利用層次分析法(簡稱AHP),建立了礦井地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)生程度分區(qū)評價的指標(biāo)體系,對信湖煤礦82采區(qū)上覆巨厚“紅層”誘發(fā)不良地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性程度進(jìn)行分區(qū),為實(shí)現(xiàn)巨厚“紅層”下煤層安全開采提供基礎(chǔ)參考。該論文有圖79幅,表28個,參考文獻(xiàn)96篇。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD163.1
【圖文】：

技術(shù)路線圖

Area2.1 研究區(qū)概況（General Situations of StudyArea）信湖煤礦位于安徽省亳州市渦陽縣境內(nèi)，行政區(qū)劃屬渦陽縣，位于淮北煤田的西部。地理坐標(biāo)：東經(jīng) 116°03′00″～116°09′15″，北緯 33°22′30″～33°35′00″；中心點(diǎn)坐標(biāo)：Y=39417000，X=3709000，距渦陽縣城約 14km。井田范圍：東起礦權(quán)邊界，西至 F5 斷層，北起 F8 斷層或礦權(quán)邊界，南至石炭系太原組第一層灰?guī)r露頭線，東西寬約 9km，南北長約 20km，井田面積約 114km2，可采儲量 24696.3Mt，礦井建設(shè)規(guī)模 300Mt/a，服務(wù)年限為 63.5a。區(qū)內(nèi)陸路交通較為方便，渦陽縣城東 3km 有濉阜鐵路經(jīng)過，縣城北附近有天齊廟站（會讓站）和龍山集站（中間站）。本區(qū)西部約 26km 處有京九鐵路，勘查區(qū)東部和東北部分別有渦陽～阜陽、渦陽～亳州的干線公路，渦陽至蚌埠、淮北及鄰縣均有四通八達(dá)的公路網(wǎng)。渦河流經(jīng)本區(qū)的東北邊界，上游可達(dá)亳州，下游直通淮河，可長年通航小型機(jī)動船，交通比較便利，見圖 2-1。

圖 2-3 82 采區(qū)“紅層”厚度等值線圖Figure 2-3 The thickness contour map of "Red Beds" in No. 82 mining area82 采區(qū) 8 煤厚度等值線圖如圖 2-4，由圖可以看出：82 采區(qū) 8 煤發(fā)育穩(wěn)定，煤層厚度范圍 4.1~10.08m，且自南向北逐漸增大。

【參考文獻(xiàn)】

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1 胡小娟;李文平;曹丁濤;劉滿才;;綜采導(dǎo)水裂隙帶多因素影響指標(biāo)研究與高度預(yù)計(jì)[J];煤炭學(xué)報(bào);2012年04期

2 許家林;朱衛(wèi)兵;王曉振;;基于關(guān)鍵層位置的導(dǎo)水裂隙帶高度預(yù)計(jì)方法[J];煤炭學(xué)報(bào);2012年05期

3 施龍青;辛恒奇;翟培合;李守春;劉同彬;閆勇;衛(wèi)文學(xué);;大采深條件下導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

4 許延春;李俊成;劉世奇;周霖;;綜放開采覆巖“兩帶”高度的計(jì)算公式及適用性分析[J];煤礦開采;2011年02期

5 何蕾;文寶萍;李慧;;水在蘭州地區(qū)紅層風(fēng)化泥巖抗剪強(qiáng)度中的綜合效應(yīng)[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2010年03期

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1 詹華勤;基于GIS川黔鐵路貴州段地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價研究[D];西南交通大學(xué);2017年

2 李江潮;礦井地質(zhì)災(zāi)害評價系統(tǒng)研究[D];河北工程大學(xué);2016年

3 周永昆;滑帶土的力學(xué)行為特性試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2010年

本文編號：2771002