新桥煤矿底板隔水层结构特征与阻隔水能力研究

发布时间：2020-03-27 11:00

【摘要】：新桥煤矿位于河南省永城市,井田范围内构造发育、类型多样,受主要控水构造切割,矿井水文地质条件的区块化特征明显;同时,新桥井田主采煤层底板隔水层结构复杂、组合形式多样。以上述水文地质背景为基础,本文开展了新桥井田平面水文地质区块划分、垂向结构组合研究,通过底板隔水层的探查取样,进行了底板主要岩层的成分、物理力学参数以及渗透率测试,通过数值模拟、现场实测获取了底板的抗破坏能力,最后,通过综合分析获取了新桥井田煤层底板隔水层的阻隔水能力。本文的主要研究成果包括:(1)统计分析了井田范围内33条落差大于20m的断层、火成岩条带以及宏观向背斜等各类控水构造的分布特征,将井田划分成6个相对独立的水文地质区块;通过已有2775个注浆钻孔资料,分析获取了各区块的水文地质特征、底板隔水层的厚度分布、结构组合特征,总结形成了底板隔水层的4种垂向结构组合模型。(2)通过钻探取样获取了底板12个主要层位的95个岩样,利用岩矿鉴定、单轴抗压(剪、拉)试验、渗透率测试等手段对各岩样的成分、力学强度和渗透性能进行了测试分析,测试结果表明:底板隔水层孔隙度较低、渗透率极低,具有较高的力学强度和良好的抗渗透能力。(3)通过在典型工作面布置底板破坏监测系统,获取了底板最大采动破坏深度(27m);结合数值模拟,研究揭示了底板采动变形破坏的整个过程,获取了最大破坏深度为24m。通过模拟对比研究,获取了底板隔水层中抗采动破坏关键层的赋存部位和稳定性特征。(4)通过上述研究,建立了以隔水关键层为核心的底板隔水层抗破坏能力、抗渗透能力的综合评价模型;在此基础上,对典型工作面注浆改造前后的底板综合阻隔水能力进行了全面分析、评价。
【图文】：

图 1-1 2000 年以来煤矿各类水害事故比例分布图igure 1-1 Distribution map of various water accidents in coal mines since 2000图 1-2 新桥矿区地层结构示意图igure 1-2 Schematic diagram of the stratum structure of the Xinqiao mining area，，急需对井田主要控水构造和底板岩性等进行分析，开展井田平面分，获取井田水文地质的区块化与底板岩层结构组合特征；在此基

水层顶界面间泥岩组和砂岩组能起到良好的隔水作用（见图1-2），太原组灰岩水突水可能性较小；但工作面在回采过程中由于采动矿压作用使底板产生裂隙，当裂隙导升带与采动矿压裂隙破坏带耦合后，加之太原组灰岩水水压较高，可能导致煤层底板太原组灰岩水突水进入工作面。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD745.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 马向平;卓成刚;;我国煤炭资源开采总量控制政策回顾与述评[J];中国地质大学学报(社会科学版);2015年04期

2 白海波;;奥陶系顶部岩层渗流力学特性及作为隔水关键层应用研究[J];岩石力学与工程学报;2011年06期

3 李万军;杨家兵;;“下三带”理论和“P-h”临界曲线法预测底板突水[J];煤矿开采;2010年05期

4 尹尚先;;煤层底板突水模式及机理研究[J];西安科技大学学报;2009年06期

5 韩进;施龙青;翟培合;李术才;于小鸽;;多属性决策及D-S证据理论在底板突水决策中的应用[J];岩石力学与工程学报;2009年S2期

6 李连崇;唐春安;左宇军;李根;刘超;;煤层底板下隐伏陷落柱的滞后突水机理[J];煤炭学报;2009年09期

7 王长申;白海波;缪协兴;;漳村矿峰峰组隔水关键层孔隙性实验研究[J];中国矿业大学学报;2009年04期

8 任艳芳;齐庆新;;采动影响下煤层底板突水预测[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年S1期

9 高延法;章延平;张慧敏;王世法;;底板突水危险性评价专家系统及应用研究[J];岩石力学与工程学报;2009年02期

10 虎维岳;田干;李抗抗;;煤层底板隔水层阻抗高压水侵入机理及其控制因素[J];煤田地质与勘探;2008年06期

本文编号：2602870