山区煤矿采动覆岩导水裂隙带发育规律研究

发布时间：2020-07-30 09:27

【摘要】：煤矿开采引起覆岩移动变形破坏形成导水裂隙带,进而会使位于开采影响范围内的地下含水层中的水溃入采空区,造成矿井水害,因此,深入研究覆岩导水裂隙带发育规律,从而合理确定煤层的安全开采上限和采煤方法,对于保证矿井生产安全具有重要的研究意义。目前,对覆岩导水裂隙带发育规律的研究主要集中在中东部平原地区,而山区煤矿由于其地表起伏等,必然会一定程度影响导水裂隙带的发育,表现出与平原地区煤矿导高发育规律的不同之处;而目前对西南山区煤矿开采覆岩导高发育研究不够,因此研究山区煤矿采动覆岩导水裂隙带发育规律对于矿井安全生产具有重要意义。本文以西南黔北煤田青龙煤矿一采区11607工作面为研究对象,基于矿区地质资料及煤岩层物理力学参数,采用理论分析、现场实测、相似物理模型试验和数值模拟等相结合的方法,对山区采煤覆岩移动规律以及导水裂隙带发育特征进行研究。(1)基于收集的青龙煤矿相关资料,分析研究区地质水文地质条件。(2)通过采用井下仰孔分段注水测漏方法进行11607工作面现场实测,获得了工作面覆岩导水裂隙带发育高度。(3)基于相似模拟试验原理,通过相似物理模型试验方法模拟了山区煤矿开采条件下覆岩结构及其破坏规律,得出了导水裂隙带发育高度,与导高实测数据相验证。(4)采用数值模拟方法,通过FLAC3D数值模拟软件建立山区煤层开采的数值模型,分析随煤层开采扰动覆岩应力场,竖向位移及塑性区的变化规律,获得导水裂隙带发育高度,与导高实测数据相验证。试验与模拟的双验证,证明工作面模型及所用物理力学参数的有效性与研究方法的适用性。(5)通过分析获得地表第四系砂质粘土的体积,采用等体积法研究了山区煤矿与平原地区煤矿采动覆岩破坏导水裂隙带发育规律的不同。(6)分别选取了地表起伏度、开采厚度、岩层倾角三种山区煤矿导高影响因素,采用单因素分析法及曲线拟合方法,研究了各个单因素与山区采煤覆岩导水裂隙带发育规律的关系,利用曲线拟合得到各因素与山区导水裂隙带发育的关系式。本文研究成果为进一步深入研究山区覆岩导水裂隙带发育规律奠定了基础,对西南山区矿区开采具有一定指导意义。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD745
【图文】：

框架图,研究技术,框架图,路线

1 绪论（6）采用单因素分析法及曲线拟合方法，选取地表起伏度、开采厚度、岩层倾素，分别研究单因素与山区采煤覆岩导水裂隙带发育规律的关系，利用曲线拟合素与山区导水裂隙带发育的关系式。

井田,青龙,位置图,黔西县

概况neral Situation in the Study Area理概况（General Situation of Physical Geography）位置位于黔西县东南部，井田中心点坐标：X=2988000，Y=3561169″，北纬 26°59′54″，方位角 106°，距县城直线距离约 10.1km。井田北东起于谷里镇的大槽、石垭口一带；南西止于扯扯坝北西以安罗、中寨、渣口洞、白岩脚一线为界；南东以格老寨约 8.25km，南东～北西宽约 5.4km，矿区面积 21.7915km2。贵黔西县～谷里镇简易公路均贯穿青龙井田中部，距黔西县城。青龙井田位置见图 2-1。2 研究区概况

煤矿井,青龙

端最高气温为 35.4℃(1958 年 4 月 23 日)，极端最低气温为-10集中在夏季，冬季降水量较小；最大月平均降水量为 169.2m份)，最小月平均降水量为 20.2mm(2 月份)，雨日 188 天，年平均均相对湿度为 82%。总的气候特点是：春迟夏短，秋早冬长，分明。冬季降水较少，但大多有霜冻。风向多为南风和偏南风/s。内海拔高低变化，受地势、地貌影响，小气候差异明显。春旱绵雨、暴雨、冷冻等灾害性天气常有出现。造（Regional Tectonic）所在区域大地构造位置处于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕各构造轮廓都定型于燕山期地壳运动，构造形迹表现主要为北少量近东西向及北西～南东向断裂，少量北西西和近东西走向如图 2-2 所示。

【参考文献】