隨著我國煤炭生產(chǎn)重心不斷西移,西部礦區(qū)在保障國家能源安全方面將發(fā)揮越來越重要的作用,亟需在保證安全與環(huán)境容量允許范圍的前提下,經(jīng)濟(jì)高效采出煤炭,實現(xiàn)科學(xué)采礦。而復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦水害防控是當(dāng)前制約煤礦安全的重要難題。針對寧東礦區(qū)羊場灣煤礦復(fù)雜水文地質(zhì)條件,通過地質(zhì)勘察、水文地質(zhì)滲流建模構(gòu)建、工作面覆巖裂隙場相似模擬、圍巖應(yīng)力演化特征分析、煤層底板突水系數(shù)分析等方法,系統(tǒng)研究了采動影響下羊場灣煤礦水害形成機(jī)理,初步形成了羊場灣煤礦水害綜合防控治理體系。研究成果對復(fù)雜水文地質(zhì)條件煤礦的水害防控治理有重要的借鑒意義。主要研究成果如下:(1)總結(jié)了羊場灣煤礦水文地質(zhì)條件及煤層埋藏條件。運(yùn)用地質(zhì)調(diào)研、鉆孔抽水等多重了地質(zhì)勘查技術(shù),研究礦井及工作面受采掘破壞或者影響的含水層及水體、礦井及周邊老空水分布狀況及其概況。勘察資料反映出羊場灣煤礦水文地質(zhì)條件和開采條件十分復(fù)雜。羊場灣煤礦二煤層開采主要充水水源是直羅組底部砂巖段至二煤頂板砂巖含水層組水和構(gòu)造裂縫帶充水,六煤層開采主要充水水源為第四系含水層水、二煤至八煤間煤巖層組粗砂巖砂巖含水層組水、二煤磁窯堡擴(kuò)建井各區(qū)段采空區(qū)積水和Y142采空區(qū)積水。(2...

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題的背景及研究意義
    1.2 煤礦水患防治理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤礦開采水文地質(zhì)特征研究進(jìn)展
        1.2.2 煤礦開采水患研究進(jìn)展
        1.2.3 煤礦開采水患防治綜述
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
2 復(fù)雜地質(zhì)條件下水文地質(zhì)特征綜合勘察及分析
    2.1 地質(zhì)賦存復(fù)雜性
        2.1.1 井田地層復(fù)雜性
        2.1.2 區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜性
        2.1.3 水文地質(zhì)復(fù)雜性
    2.2 礦井生產(chǎn)及采空區(qū)分布
        2.2.1 礦井生產(chǎn)情況
        2.2.2 采空區(qū)分布
        2.2.3 老窯水分布
    2.3 本章小結(jié)
3 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤巖體特性及破壞特征
    3.1 自然與飽水狀態(tài)煤巖體力學(xué)實驗
        3.1.1 煤體實驗分析與結(jié)果
        3.1.2 巖體實驗分析與結(jié)果
    3.2 煤巖體裂隙場演化特征相似模擬實驗
        3.2.1 相似模擬參數(shù)及模型構(gòu)建
        3.2.2 模型實驗結(jié)果
        3.2.3 采動覆巖運(yùn)移規(guī)律
        3.2.4 覆巖破斷聲發(fā)射結(jié)果分析
        3.2.5 基于熱紅外輻射特征的覆巖裂隙場演化規(guī)律
    3.3 本章小結(jié)
4 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤巖體滲流數(shù)值計算
    4.1 礦井地下水?dāng)?shù)學(xué)模型構(gòu)建
        4.1.1 數(shù)學(xué)模型提出
        4.1.2 數(shù)學(xué)模型求解原理
        4.1.3 計算模型及其數(shù)學(xué)描述
        4.1.4 數(shù)學(xué)模型含水層結(jié)構(gòu)
    4.2 礦井地下水?dāng)?shù)學(xué)模型參數(shù)設(shè)置
        4.2.1 滲流區(qū)域剖分
        4.2.2 模型參數(shù)設(shè)置
        4.2.3 數(shù)值模型計算
        4.2.4 研究區(qū)邊界條件
        4.2.5 模型的識別驗證
    4.3 礦井地下水?dāng)?shù)值模擬分析及結(jié)果
        4.3.1 抽水孔的實測降深與計算降深的s-t擬合分析
        4.3.2 二煤層不同開采時期對地下水滲流場的影響
    4.4 礦井覆巖應(yīng)力演化特征數(shù)值分析
        4.4.1 數(shù)值模型構(gòu)建
        4.4.2 圍巖狀態(tài)分析
        4.4.3 水平與垂直應(yīng)力分析
    4.5 本章小結(jié)
5 羊場灣煤礦水害發(fā)生機(jī)理
    5.1 水害類型
        5.1.1 頂板水害
        5.1.2 燒變巖水害
        5.1.3 底板水害
        5.1.4 老空水害
    5.2 礦井充水因素分析
        5.2.1 充水水源
        5.2.2 充水通道
        5.2.3 充水狀況及強(qiáng)度
    5.3 礦井水文地質(zhì)類型劃分
        5.3.1 一號井水文地質(zhì)類型
        5.3.2 二號井水文地質(zhì)類型
    5.4 本章小結(jié)
6 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤層底板突水危險性分析
    6.1 煤層底板承壓含水層對煤層底板突水的影響
    6.2 煤底板隔水層對煤層底板突水的影響
        6.2.1 底板隔水層巖性
        6.2.2 底板隔水層巖性組合的關(guān)系
    6.3 寶塔山砂巖含水層勘探情況
        6.3.1 礦井早期揭露寶塔山砂巖含水層情況
        6.3.2 近期探查寶塔山砂巖含水層情況
    6.4 底板寶塔山砂巖含水層充水通道
        6.4.1 底板采動裂隙
        6.4.2 導(dǎo)水?dāng)鄬蛹安涣嫉刭|(zhì)體
        6.4.3 鉆孔質(zhì)量及不良鉆孔的封閉
    6.5 突水系數(shù)臨界指標(biāo)
    6.6 鉆孔數(shù)據(jù)分析
    6.7 突水系數(shù)等值線
    6.8 突水系數(shù)等值線具體分析
        6.8.1 2112鉆孔直接突水系數(shù)演化規(guī)律
        6.8.2 2112鉆孔的間接突水系數(shù)隨位置走勢
    6.9 本章小結(jié)
7 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦水害防控技術(shù)應(yīng)用
    7.1 涌水量理論計算
        7.1.1 靜態(tài)儲存量計算
        7.1.2 比擬法計算工作面涌水量
        7.1.3 Ⅱ020601工作面涌水量計算評價
    7.2 礦井水疏放技術(shù)
    7.3 礦井水探測技術(shù)
        7.3.1 探放水技術(shù)路線
        7.3.2 井下直流電法設(shè)計
        7.3.3 瑞利波探測技術(shù)
        7.3.4 探放水鉆孔設(shè)計
    7.4 160201工作面頂板水疏放效果
    7.5 本章小結(jié)
8 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
    8.1 結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
    攻讀博士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
    攻讀博士期間參與科研項目情況



本文編號：3789321