山西岚县9102综放工作面承压水上带压开采研究

发布时间：2020-04-20 03:39

【摘要】：我国煤层的开采数量大、面积广,受水害威胁比较严重,并且时常发生水-岩耦合突水导致的灾害事故,造成的结果不仅损失了很大的经济,还破坏了地下水原始环境,同时对社会造成较为了严重的影响和危害。论文以山西岚县吕梁矿区的昌恒9102综放工作面为工程背景,该面下伏有奥灰含水层、上有4煤采空区积水,切眼附近有F1断层,水文地质条件较为复杂。因此,开展9102综放工作面带压开采可行性研究是十分必要的。为此,在查阅带压开采国内外论文水害防治前景技术的基础上,结合矿区周围钻孔表露的数据,利用地表探测、井下瞬变电磁检测、音频电透视探测和无线电波探测等手段,对该矿区的水文条件及地质条件,岩层结构特点性质,地质岩层构造特点进行了系统具体的分析,试验主要研究了地质岩石的物理力学性质,微观成分和阻隔水性能,分析工作面水患因素。主要结论如下:(1)9102工作面9煤顶底板覆岩为软弱-中硬地层,其具有较好的隔、阻水能力。(2)采空区积水(4煤),断层水,9煤顶、底板砂岩裂隙含水层和9煤底板奥灰含水层是9102工作面内的主要水患因素。(3)在探得的地质异常体处钻孔注浆加固,防止产生涌水突水。物探异常区施工钻孔12个,工程量1109.2m,共注入水泥38.45吨。采用模拟软件FLAC3D模拟了在不同倾斜裂隙影响下,工作面推进不同距离时,采空区周围覆岩的应力和位移变化范围和趋势。模拟结果表明:采空区周围覆岩的应力和位移会随着采空区距离和面积的增大而逐渐变大,工作面中部的应力会出现集中现象,其中部的应力和端部比较偏大,因此只有准确的确定工作面中部剖切面上的破坏范围和破坏程度,才能比较安全经济的预留防水煤柱。9102工作面的水流涌入量采用“大井”法和水文地质条件比拟法对进行了估计,根据得到的结果进行分析:回采时9102工作面正常情况下涌水量约为50m~3/h,最大的涌水量约为120.0m~3/h。并根据工作面用水量和排水能力设计排水方案。计算了工作面两带高度预计及防砂安全煤岩柱高度,得到工作面采动最大导水裂隙带计算高度为81.43m,大于4煤至9煤间距61.45~76.77 m,可实现安全开采;最大突水系数采用突水系数法进行计算,各区域突水系数范围0.030-0.045MPa/m,相比于受构造破坏块段的临界突水系数值0.06 MPa/m都较小,通过计算得到最大安全隔水层厚度比值Tas范围为0.4538-0.5768,小于安全系数1,得出工作面存在突水的可能性较小。因此在防治水害的基础上,结合其他类似工作面的成功经验,得出了9102工作面安全开采的结论
【图文】：

示意图,路线,示意图,研究技术

研究技术路线示意图

综合曲线,坑透探测,异常区

建筑大学硕士论文第二章 9102 工作面工程概况A 号可疑异常区在横向上（沿巷道走向方向）距离切眼 80～190m，纵向上（垂直走向）横贯整个工作面，该异常区衰减系数在 0.54～0.548 之间，对应 150#、0、5150#发射点的综合曲线图（见附图册二），由于该区域异常衰减幅度小，，推能为落差较小的断层发育区，见图 2-5 所示。建议对图中红色圆圈标定区域进行验证工作，确保回采工作顺利进行，钻探方式为沿煤层内部进行钻探施工。
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD82;TD745

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