本文關(guān)鍵詞：9101綜放面采前防治水安全性評(píng)價(jià)

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【摘要】：我國(guó)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。因此,開展受奧灰水、斷層水和采空區(qū)積水等多水源威脅工作面采前水患分析與防治研究,對(duì)于昌恒礦安全生產(chǎn)具有重要意義,也是十分必要的。論文在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,以山西昌恒煤礦9101綜放工作面為依托,收集了該礦水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)資料,運(yùn)用巖石力學(xué)、水害防治等相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí),采用理論分析、室內(nèi)測(cè)試、數(shù)值模擬研究等方法,系統(tǒng)分析了影響多水源威脅煤層安全開采的影響因素,重點(diǎn)研究了采空區(qū)積水、煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水、底板奧灰水、斷層等在采動(dòng)影響下演化規(guī)律,預(yù)計(jì)了工作面涌水量。獲得的主要研究成果如下:1、針對(duì)昌恒9101工作面的水患特點(diǎn),進(jìn)行了礦井水文地質(zhì)條件補(bǔ)充勘查設(shè)計(jì),施工了井上下探查鉆孔,實(shí)施了地面三維地震、井下瞬變電磁、音頻電透視和工作面無線電波坑透,基本查清了9煤底板距奧灰含水層的間距、頂?shù)装迳皫r含水層的厚度及富水性特征、工作面開采區(qū)域內(nèi)斷層形態(tài)與擺動(dòng)范圍、含導(dǎo)水性以及物探異常范圍。結(jié)果表明:9煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層單位涌水量0.0359L/s·m,滲透系數(shù)0.000014m/d,為弱富水含水層;9煤底板奧灰含水層單位用水量16.667 L/s·m,礦化度1.698g/l,為極強(qiáng)富水含水層;工作面內(nèi)斷層均為正斷層,落差0.8m~30.0m,具有一定的含水性。2、通過單軸試驗(yàn)、三軸試驗(yàn),X-RD試驗(yàn)以及電鏡掃描試驗(yàn),解析了煤層頂?shù)装鍘r層微觀成份含量、物理力學(xué)性質(zhì)特征、巖性組合特征以及結(jié)構(gòu)特征。9煤層頂?shù)装逡阅鄮r、砂巖為主,巖石類型主要為石英質(zhì)粉砂巖,巖石中粘土礦物主要為高嶺石;其中泥巖(含炭質(zhì)泥巖)為灰~深灰色,厚度較小,巖石力學(xué)指標(biāo)相對(duì)較低,多屬軟巖,穩(wěn)定性較差;細(xì)砂巖與粉砂巖交接良好,巖石堅(jiān)硬致密,抗壓強(qiáng)度高,穩(wěn)定性好。頂?shù)装甯矌r類型屬于軟弱~中硬型。3、根據(jù)9101工作面風(fēng)機(jī)巷施工鉆孔揭露以及巖石力學(xué)測(cè)試成果資料,建立了工作面開采工程地質(zhì)模型,采用FLAC~(-3D)分析軟件,模擬了9101工作面不同推進(jìn)距離(10m、30m、50m、70m)底板破壞演化特征,計(jì)算了此等條件下底板破壞深度、突水系數(shù)和安全隔水層厚度比值系數(shù)。結(jié)果表明:9煤采動(dòng)底板破壞深度為25.96m,突水系數(shù)為0.030~0.038MPa/m,安全隔水層厚度比值系數(shù)為0.4528~0.5500,均小于規(guī)程規(guī)定值,對(duì)工作面開采威脅較小;利用FLAC~(-3D)模擬9煤開采斷層面采動(dòng)位移特征,模擬結(jié)果顯示斷層兩盤沿?cái)鄬用姘l(fā)生滑動(dòng)位移最大為0.6m,活化范圍較小,對(duì)工作面威脅較小,開采是安全可行的,9101工作面具備了安全開采條件。4、以9煤開采水文地質(zhì)條件及水患因素分析結(jié)果為依據(jù),以相關(guān)規(guī)程、規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)工作面開采涌水量進(jìn)行了預(yù)計(jì),9101工作面回采時(shí)正常涌水量預(yù)計(jì)為50m~3/h,最大涌水量預(yù)計(jì)為120m~3/h,并對(duì)工作面進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。5、根據(jù)水患因素分析和涌水量預(yù)計(jì)成果,制定了切實(shí)可行的水害安全技術(shù)防范措施和對(duì)策。其中4煤采空區(qū)積水應(yīng)在采前采用鉆孔疏放;頂?shù)装迳皫r裂隙水含水層以探查為主;對(duì)斷層及底板灰?guī)r含水層進(jìn)行先探查后注漿。
【關(guān)鍵詞】：水文地質(zhì)條件 承壓水 斷層活化 涌水量 防治水評(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
• Abstract7-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 研究背景與意義16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展16-22
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀17-22
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線22-24
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.3.2 技術(shù)路線23-24
• 第二章 工作面地質(zhì)及水文地質(zhì)條件24-41
• 2.1 工作面開采概況24
• 2.2 工作面水文地質(zhì)條件探查24-37
• 2.2.1 地面探查24
• 2.2.2 井下瞬變電磁探測(cè)24-25
• 2.2.3 音頻電透視探測(cè)成果分析25-27
• 2.2.4 工作面無線電波坑透探測(cè)27-37
• 2.3 工作面地質(zhì)條件37
• 2.4 工作面水文地質(zhì)條件37-41
• 2.4.1 含水層37-39
• 2.4.2 斷層含、導(dǎo)水性39
• 2.4.3 地面鉆孔封孔情況39-40
• 2.4.4 4101工作面采空區(qū)積水40
• 2.4.5 工作面充水特點(diǎn)40-41
• 第三章 9101工作面工程地質(zhì)條件41-53
• 3.1 煤層頂?shù)装鍘r性組成與厚度變化特征41-42
• 3.1.1 頂?shù)装鍘r性特征41
• 3.1.2 9煤層距奧灰頂界面間距41-42
• 3.2 頂?shù)装鍘r石物理力學(xué)特征42-45
• 3.2.1 主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)42
• 3.2.2 巖石質(zhì)量指標(biāo)42-45
• 3.3 工程地質(zhì)巖組特征45
• 3.4 頂?shù)装鍘r體結(jié)構(gòu)特征45-46
• 3.4.1 頂板巖體結(jié)構(gòu)特征45
• 3.4.2 底板巖體結(jié)構(gòu)特征45-46
• 3.5 微觀成分特征測(cè)試與阻隔水特征分析46-53
• 3.5.1 X射線衍射實(shí)驗(yàn)46-48
• 3.5.2 電鏡掃描實(shí)驗(yàn)48-51
• 3.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-53
• 第四章 9101工作面水患因素分析與評(píng)價(jià)53-69
• 4.1 4101工作面采空區(qū)積水53-54
• 4.1.1 采空區(qū)積水的富水性53
• 4.1.2 采空區(qū)積水與其它含水層的水力聯(lián)系53
• 4.1.3 采空區(qū)積水突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)53-54
• 4.2 9煤頂?shù)装迳皫r裂隙水54-55
• 4.2.1 工作面頂?shù)装迳皫r賦水區(qū)分布情況54-55
• 4.2.2 頂?shù)装迳皫r裂隙水突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)55
• 4.3 9煤底板奧灰水55-61
• 4.3.1 奧灰含隔水層特征和水壓55
• 4.3.2 底板奧灰突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)55-61
• 4.4 斷層對(duì)工作面開采影響61-69
• 4.4.1 斷層含導(dǎo)水性分析61
• 4.4.2 工作面采動(dòng)斷層活化特征61
• 4.4.3 斷層面活化過程61-62
• 4.4.4 影響斷層活化突水的因素62-63
• 4.4.5 FLAC3D模擬斷層活化的影響63-69
• 第五章 工作面開采涌水量預(yù)計(jì)與排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)69-75
• 5.1 涌水量預(yù)計(jì)69-73
• 5.1.1 工作面涌水組成69
• 5.1.2 涌水量計(jì)算方法69-71
• 5.1.3 工作面回采涌水量預(yù)計(jì)71-72
• 5.1.4 涌水量計(jì)算結(jié)果評(píng)述72-73
• 5.2 工作面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)73-75
• 5.2.1 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)依據(jù)73-74
• 5.2.2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案74-75
• 第六章 防治水安全性評(píng)價(jià)及對(duì)策研究75-79
• 6.1 工作面開采安全性評(píng)價(jià)依據(jù)75-77
• 6.1.1 工作面安全開采條件75
• 6.1.2 安全性評(píng)價(jià)依據(jù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)75-76
• 6.1.3 工作面開采安全條件評(píng)價(jià)76
• 6.1.4 評(píng)價(jià)結(jié)果76-77
• 6.2 9101工作面安全開采對(duì)策研究77-79
• 6.2.1 驗(yàn)證9101工作面頂板異常區(qū)77
• 6.2.2 回采期間工作面防治水措施77-79
• 第七章 結(jié)論與展望79-82
• 7.1 結(jié)論79-80
• 7.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果87

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1 Ｄ．普拉扎克,闞世U，

本文編號(hào)：909135