基于分形理论和层次分析法的岩溶富水规律及底板突水危险性评价 ——以朝川矿区为例

发布时间：2021-02-07 14:16

　　朝川矿主采二1煤，煤层底板分布有石炭系薄层灰岩和寒武系灰岩，岩溶裂隙发育，富含岩溶承压水，在一井的生产过程中，多次发生以石炭系-寒武系岩溶承压水为突水水源的突水事故，最大突水量为1996m³/h，造成淹井，且矿井生产已由-10水平、-250水平向-390水平延伸，煤层底板面临的岩溶水突水危险越来越大，为保证矿井向深部的安全开采，查明井田内岩溶发育及富水区在地质块段的发育和分布规律，对矿井安全生产具有实际指导意义。本文在充分分析朝川矿区的地质、水文地质条件的基础上，结合矿井采掘揭露资料和井上下瞬变电磁勘探数据，综合分析了矿区及井田岩溶发育及富水区分布的规律。分析表明，影响矿区岩溶发育和富水区分布的主控因素为构造因素，矿区构造演化特征控制了矿井水文地质单元的划分。在浅部，影响岩溶发育的因素为岩性因素、构造因素、水化学和水动力因素，而随着深度的不断增大，径流条件逐渐减弱，加之径流过程中不断在灰岩接触面发生溶蚀反应，导致地下水侵蚀性逐渐下降，使得深部岩溶发育主要受构造运动过程中形成的构造裂隙的控制。矿井掘进揭露资料和瞬变电磁勘探数据表明，井田内-10水平岩溶强烈发育，-1... 

【文章来源】：河南理工大学河南省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题依据与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 我国北方岩溶发育机理及赋存规律研究现状
        1.2.2 国内外岩溶发育及岩溶水水害防治研究现状
        1.2.3 构造控水研究现状
        1.2.4 构造定量研究现状
        1.2.5 层次分析法研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
2 矿区地质及水文地质概况
    2.1 自然地理概况
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 地形地貌
        2.1.3 气象与水文
    2.2 矿区地层与构造
        2.2.1 地层
        2.2.2 构造
    2.3 含水层与隔水层
        2.3.1 含水岩组及其特征
        2.3.2 隔水岩组及其特征
    2.4 矿区岩溶水水化学特征
    2.5 矿区岩溶水的补给、径流、排泄
        2.5.1 岩溶水的补给
        2.5.2 岩溶水的径流
        2.5.3 岩溶水的排泄
3 矿区岩溶发育受控因素及发育规律
    3.1 岩溶发育机理
    3.2 岩溶发育受控因素
        3.2.1 岩性因素
        3.2.2 岩石结构及构造因素
        3.2.3 水化学及水动力因素
        3.2.4 埋藏深度
    3.3 矿区岩溶发育受控因素变化分析
    3.4 矿区岩溶富水规律
        3.4.1 矿区岩溶发育期次划分
        3.4.2 矿区岩溶发育形态
        3.4.3 岩溶发育及富水区分布的不均匀性
        3.4.4 岩溶发育及富水区分布的空间分带性
4 矿区构造演化特征及其控水性
    4.1 矿区构造发育规律
        4.1.1 断裂发育规模及特性
        4.1.2 断裂的力学性质
        4.1.3 断裂的剖面组合特征
        4.1.4 断裂发育的分区性
    4.2 矿区构造演化及应力场
        4.2.1 矿区构造演化
        4.2.2 矿区构造应力场
    4.3 区内构造控水机理分析
        4.3.1 地质构造对矿区水文地质单元边界划分的控制
        4.3.2 矿区构造的控水性
        4.3.3 矿区构造的导水性
5 基于分形理论的矿区构造定量评价及其控水机理分析
    5.1 分形理论的基本概念
        5.1.1 分形理论概述
        5.1.2 分维及其测量
    5.2 矿区断裂网络复杂程度分形评价
        5.2.1 断层系容量维的计算及评价
    5.3 构造对矿井富水区及突水点分布的控制分析
6 基于层次分析法的矿井突水危险性评价
    6.1 层次分析法基本概念及原理
    6.2 影响因子体系建立及权重确定
        6.2.1 影响因子体系的确定原则
        6.2.2 因子体系建立步骤
    6.3 煤层底板突水影响因子分析
    6.4 层次分析模型的建立
    6.5 层次指标权重的确定
    6.6 矿井分区突水性等级的评价
7 结论
参考文献
附录 1
附录 2
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤层底板突水定量预测评价研究[J]. 李沛涛,武强,崔芳朋,吴晓利.  煤炭科学技术. 2011(10)
[2]层次分析法在确立TBM围岩分级各地质因素权值中的应用[J]. 周维超,童建刚,张海平.  四川地质学报. 2011(01)
[3]基于AHP-FM法的堆积层斜坡稳定性分级[J]. 成国文,李晓,狄帮让,赫建明,李守定.  勘察科学技术. 2010(06)
[4]分形理论在断裂构造研究中的应用前景[J]. 黄丹,廖太平,邓吉州,周云涛.  重庆科技学院学报(自然科学版). 2010(06)
[5]基于层次分析法的铁路岩溶隧道突水风险评价[J]. 沈祥明,刘坡拉,汪继锋.  铁道工程学报. 2010(12)
[6]突水断层水量预测的数值模拟[J]. 杨国勇,车灿辉,刘树才.  采矿与安全工程学报. 2010(03)
[7]煤层底板寒灰上段隔水性能及水文地质结构特征[J]. 徐智敏,孙亚军,隋旺华,张国伟,李示,黄鑫磊.  采矿与安全工程学报. 2010(03)
[8]地质构造对韩城矿区水文地质特征的影响[J]. 代革联.  干旱区资源与环境. 2010(07)
[9]脆弱性指数法在煤层底板突水评价中的应用[J]. 武强,刘守强,贾国凯.  中国煤炭. 2010(06)
[10]华北东部深部岩溶及煤矿岩溶水害特征[J]. 虎维岳.  煤田地质与勘探. 2010(02)

博士论文
[1]现代深部岩溶形成机理及其对越岭隧道工程控制作用评价[D]. 毛邦燕.成都理工大学 2008



本文编号：3022351