孟巴矿特厚煤层分层开采导水裂隙带高度研究

发布时间：2017-10-21 13:46

  本文关键词：孟巴矿特厚煤层分层开采导水裂隙带高度研究

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【摘要】：煤层开采导致覆岩移动破坏,当接触地下、地表水体的岩层被破坏时会形成大量裂隙将水引入矿井。这样,不但会威胁矿井的安全生产,而且会损害矿区生态环境。研究煤层开采后覆岩导水裂隙带发育高度及其分布形态是水体下采煤的关键技术,对于矿井生产安全具有重要的科学研究价值。本文以孟加拉国巴拉普库利亚煤矿强含水层下一采区特厚煤层分层开采为研究对象,通过分析巴拉普库利亚煤矿地质、采矿条件,开采煤层上覆岩层结构及岩性特征,隔水层、含水层物理力学特性,应用井下仰孔双端封堵测漏方法对Ⅵ煤一分层开采导水裂隙带高度进行现场探测。探测结果表明,由于开采煤层顶板为特厚粗砂岩,岩层整体硬度较大、脆性大,分层厚度大、分层性差,基本不具备隔水层的条件,较其他地质条件下覆岩破坏程度更为严重,最大导水裂隙带高度为61.46m,裂采比为20.49。在现场探测实验的基础上,分析了井下观测时间的滞后效应,结合实验室相似材料模拟实验和计算机数值模拟计算等方法,确定了一分层开采导水裂隙带最大高度为70.68m,最大裂采比为23.56,预计了二分层在综采和综放两种开采条件下导水裂隙带分布形态和最大高度,提出了初步的导水裂隙带高度计算公式。结合一采区范围内地质、采矿条件,给出了二分层在综采和综放两种条件下安全开采防水煤(岩)柱高度计算方法。研究成果为进一步深入研究特厚煤层分层开采覆岩破坏规律奠定了基础,对孟加拉国巴拉普库利亚煤矿水体下采煤具有一定的参考应用价值。
【关键词】：特厚煤层 水体下开采 导水裂隙带 井下仰孔探测 防水煤(岩)柱
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究目的及意义9-10
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势10-17
• 1.3.1 国外研究现状11-13
• 1.3.2 国内研究现状13-15
• 1.3.3 国内导水裂隙带研究方法现状15-17
• 1.4 研究的主要内容及技术路线17-19
• 1.4.1 研究的主要内容17
• 1.4.2 技术路线17-19
• 2 矿井概况19-25
• 2.1 矿井地层19-22
• 2.1.1 第四系Madhupur粘土组19
• 2.1.2 第三系Upper Dupi Tila(UDT)组19-20
• 2.1.3 第三系Lower Dupi Tila(LDT)组20
• 2.1.4 石炭二叠系Gondwana群上部含煤段20
• 2.1.5 石炭二叠系中部含煤段20-22
• 2.2 采区开采条件22
• 2.2.1 构造22
• 2.2.2 煤层22
• 2.2.3 顶底板岩性22
• 2.3 UDT孔隙强含水层22-23
• 2.4 隔水层23
• 2.4.1 LDT隔水层23
• 2.4.2Ⅰ～Ⅴ煤相对隔水层23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 一分层开采导水裂隙带高度现场探测25-40
• 3.1 观测工作面开采条件25-27
• 3.1.1 观测工作面基本情况分析25
• 3.1.2 观测工作面地质构造分析25-27
• 3.1.3 观测工作面水文情况分析27
• 3.2 观测方法选择27
• 3.3 观测研究内容设计27-30
• 3.4 观测研究的可靠性分析30
• 3.5 观测钻孔施工30-31
• 3.6 观测数据分析31-35
• 3.7 观测实验成果35-36
• 3.7.1 观测孔导水裂隙带高度35
• 3.7.2 观测工作面导水裂隙带分布特征35-36
• 3.8 观测结果分析36-38
• 3.8.1 基本条件分析36-37
• 3.8.2 导水裂隙带高度分析37-38
• 3.9 本章小结38-40
• 4 导水裂隙带高度相似模拟实验40-59
• 4.1 实验目的40
• 4.2 模型构建40-43
• 4.2.1 工程原型与地质条件40-41
• 4.2.2 主要参数确定41-42
• 4.2.3 测试方法与仪器设备42-43
• 4.3 一、二分层综合机械化开采模拟实验43-51
• 4.3.1 模型装配43
• 4.3.2 测试系统布局43-44
• 4.3.3 实验开采过程44-45
• 4.3.4 1104工作面开采模拟实验45-46
• 4.3.5 1106工作面开采模拟实验46-47
• 4.3.6 1204工作面开采模拟实验47-49
• 4.3.7 1206工作面开采模拟实验49-50
• 4.3.8 上覆岩层位移50-51
• 4.3.9 实验结果分析51
• 4.4 一分层综采、二分层综放开采模拟实验51-58
• 4.4.1 模型装配51-52
• 4.4.2 测试系统布局52
• 4.4.3 实验开采过程52
• 4.4.4 1104工作面开采模拟实验52-53
• 4.4.5 1106工作面开采模拟实验53-55
• 4.4.6 1204工作面开采模拟实验55-56
• 4.4.7 1206工作面开采模拟实验56-57
• 4.4.8 上覆岩层位移57-58
• 4.4.9 实验结果分析58
• 4.5 本章小结58-59
• 5 导水裂隙带高度数值模拟计算59-67
• 5.1 模拟计算的目的59
• 5.2 计算采用的软件59
• 5.3 数值计算参数的确定59-60
• 5.4 数值计算模型的确定60
• 5.5 模拟计算的数据分析60-66
• 5.5.1 计算过程60-61
• 5.5.2 模拟计算结论61-66
• 5.6 本章小结66-67
• 6 二分层开采防水安全煤(岩)柱高度67-71
• 6.1 防水安全煤岩柱留设原则67
• 6.2 导水裂隙带高度预计67-68
• 6.3 保护层厚度的选取68
• 6.4 二分层综采条件下防水煤岩柱高度计算68-69
• 6.4.1 有Ⅰ～Ⅴ煤含煤段地层条件下68-69
• 6.4.2 Ⅰ～Ⅴ煤含煤段地层缺失条件下69
• 6.5 二分层综放开采条件下防水煤岩柱高度计算69
• 6.5.1 有Ⅰ～Ⅴ煤含煤段地层条件下69
• 6.5.2 Ⅰ～Ⅴ煤含煤段地层缺失条件下69
• 6.6 本章小结69-71
• 7 结论71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-76
• 附录76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 余学义;李星亮;王鹏;;特厚煤层分层综放开采覆岩破坏规律数值模拟[J];煤炭工程;2012年09期

2 余学义;周杨;赵兵朝;李广成;齐俊德;李尚志;;水体下特厚煤层分层综放开采技术研究[J];煤炭工程;2011年12期

3 李家卓;方庆河;谭文峰;刘坤;庄启恒;;覆岩裂隙带发育高度数值模拟与探测[J];金属矿山;2011年06期

4 滕永海;;综放开采导水裂缝带的发育特征与最大高度计算[J];煤炭科学技术;2011年04期

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本文编号：1073711