刘庄煤矿A组煤底板突水危险性与涌水分析

发布时间：2020-06-04 03:20

【摘要】：刘庄煤矿位于阜阳市,是华东地区的一个大型矿井。刘庄煤矿底板岩溶突水问题一直是开采过程中的主要问题,随着开采向深部开展,煤层底板突水威胁性增强。刘庄煤矿二叠系下部A组煤(1煤)底板以下为灰岩含水层,具有水压大,富水性不均一等特点。此外,矿井内构造发育程度中等,在开采时可能会对煤层底板产生突水威胁。因此,对刘庄煤矿A组煤突水危险性与涌水进行分析具有十分重要的意义。该文的主要工作和成果如下:(1)该文分析了刘庄煤矿A组煤底板灰岩水的主要补给来源,结果表明:A组煤底板灰岩水来源于深部含水层和部分露头补给及侧向补给。(2)分析了研究区岩溶含水层的富水性和断层的导水性,得出岩溶含水层整体富水性差,阻水断层为F19和F5断层,其他断层导水。(3)分析了研究区水文地质条件,探讨了含水层的富水性、煤层底板水压、隔水层的厚度、有效隔水层厚度、断层密度和断层规模及范围6个因素对A组煤底板突水的影响。(4)采用脆弱性指数法,分析了研究区突水危险性,基于ArcGIS生成了各个影响因素的专题图,使用层次分析法计算各个影响因素的权重值,利用权重叠加各个影响因素的专题图,分析得出研究区处于极危险区范围内。(5)利用FLAC~(3D)数值模拟了刘庄矿区A组煤煤层底板破坏情况,对底板的应力分布与破坏深度进行了分析,并理论计算了底板破坏深度,对数值模拟方法与理论计算方法得到的结果进行了对比,最终确定A组煤底板破坏最大深度为18.5m。(6)查明了对A组煤开采有直接突水影响的含水层为C_3I组灰岩含水层。(7)矿井抽水试验得出研究区C_3I组灰岩含水层的水文地质参数,平均渗透系数为0.0248m/d。(8)建立了对A组煤开采有直接突水影响的太原C_3I组灰岩水文地质概念模型,进行了数值模拟,计算分析了C_3I组灰岩含水层的涌水量,得出东采区的C_3I组灰岩涌水量为56.2m~3/h,西采区C_3I组涌水量为55.4m~3/h,整个研究区涌水量为111.6m~3/h。虽然A组煤开采有涌水,但涌水量在矿井的排水能力范围以内,所以A组煤可安全开采。(9)A组煤开采应该远离构造密集区域,以防止因构造引发的突水事故。研究区巨厚型松散层的结构特征,单独利用突水理论无法证明A组煤是否具备安全可采性。通过突水系数与富水性对A组煤开采的影响关系,提出了可采性系数计算新公式。
【图文】：

技术路线图,技术路线

技术路线

示意图,矿井,示意图,地层

图 2-1 矿井交通位置示意图2 地层岩性淮南煤田属华北地层区淮河地层分区淮南地层小区。煤系地层全部被新生层覆盖，前震旦系、震旦、寒武、奥陶系等古老地层出露在煤田南北边缘的残丘。2.1 矿井地层刘庄井田为松散层全覆盖的隐蔽井田。据钻探揭露，，其地层自老至新有太、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、古近系、新近系、第四系。至新分述如下：（一）太古界（Ar）揭露厚度为 449.43m 和 183.34m，主要由灰绿～肉红色的片麻岩、角闪
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD745

【参考文献】