杨柳煤矿太原组灰岩含水层富水性特征及突水危险性评价

发布时间：2017-04-13 21:42

  本文关键词：杨柳煤矿太原组灰岩含水层富水性特征及突水危险性评价，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于浅部煤炭资源的日益枯竭,深部开采已成为煤炭生产的必然趋势,但随着开采深度和强度的增加,高承压裂隙岩溶水对煤层安全开采的威胁日益严重。淮北杨柳煤矿为典型的华北型煤田,在开采二叠系山西组的下组煤(10煤)过程中普遍受到石炭系太原组灰岩水的威胁。若使煤层进行安全开采,需要对10煤底板上段灰岩(1,4灰)含水层的富水性特征及10煤底板隔水性能进行研究。 本文首先研究矿井的灰岩水文地质条件和富水性特征,从1～4灰的含水层厚度和岩性组合特征、岩溶发育情况、水化-水力条件等方面进行分析。结果表明,太原组1～4灰含水层具有弱富水、弱透水性；岩溶整体发育较差；地下水的径流条件差且补给不充分。其次,运用经验公式和FLAC3D对煤层底板的破坏深度进行计算和模拟,得出底板破坏深度为13.15m；同时运用分形理论分析10煤层底板隔水岩体的完整性,结合底板隔水层厚度、岩石物理力学性质、岩层组合情况等分析底板的隔水性能。最后,运用灰色模糊综合评价法建立数学模型,对底板的突水危险性进行评价和分区。结果显示,本矿区的突水危险性等级主要为威胁区和相对安全区,约占到整个矿区面积的85%左右。在煤层的开采过程中,需对危险和威胁区进行重点的勘探和预防。通过对底板突水危险性进行区域划分,为煤层开采过程中各区域采取具体的防治水方案和措施提供了依据。
【关键词】：杨柳煤矿 太原组灰岩 富水性 数值模拟 灰色模糊综合评判
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD745;P641.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• Contents10-13
• 1 绪论13-17
• 1.1 研究背景和目的13-14
• 1.1.1 研究背景13
• 1.1.2 研究目的13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.2.1 岩溶水富水性评价方法研究现状14
• 1.2.2 矿井底板突水机理的研究现状14-15
• 1.3 研究内容与技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-17
• 2 杨柳煤矿地质概况17-27
• 2.1 地层与煤层17-19
• 2.1.1 地层17-19
• 2.1.2 煤层19
• 2.2 矿井构造19-21
• 2.3 矿井水文地质特征21-27
• 2.3.1 地表水21
• 2.3.2 新生界松散层含、隔水层21-23
• 2.3.3 二叠系主采煤层间含、隔水层23-24
• 2.3.4 碳酸盐类岩溶裂隙含、隔水层24-27
• 3 太原组灰岩水文地质特征研究27-43
• 3.1 太灰含水层厚度及岩性分析27-30
• 3.1.1 太原组一灰顶标高27
• 3.1.2 1～4灰含水层厚度27-29
• 3.1.3 1～4灰含水层岩性分析29-30
• 3.2 太原组灰岩岩溶发育情况分析30-31
• 3.3 太原组灰岩水水位变化特征31-32
• 3.4 太灰水水化学特征32-39
• 3.4.1 水化学分析32-36
• 3.4.2 水质变化规律36-37
• 3.4.3 水源判别37-39
• 3.5 灰岩水水文地质条件及富水性研究39-43
• 3.5.1 抽放水试验成果分析39-40
• 3.5.2 井下物探成果分析40
• 3.5.3 水文地质成果总结40-43
• 4 底板破坏深度的计算和模拟43-57
• 4.1 经验公式计算法43-44
• 4.2 FLAC3D数值模拟44-55
• 4.2.1 FLAC3D简介44
• 4.2.2 模型的建立44-48
• 4.2.3 数值模拟结果分析48-55
• 4.3 底板破坏深度确定55-57
• 5 10煤层底板隔水性能分析57-71
• 5.1 煤层底板隔水层岩性组合特征57-60
• 5.2 10煤底板隔水层岩体结构特征60-63
• 5.2.1 分形理论60-62
• 5.2.2 岩体结构划分62-63
• 5.3 底板岩石物理力学性质63-65
• 5.4 原始导高分析65
• 5.5 10煤底板隔水层厚度分析65-68
• 5.5.1 10煤底板至一灰顶间距65-66
• 5.5.2 10煤底板等效隔水层厚度66-67
• 5.5.3 10煤底板有效隔水层厚度67-68
• 5.6 断裂构造对底板隔水性能的影响68-71
• 6 10煤层底板突水危险性评价71-89
• 6.1 灰色模糊综合评价法71
• 6.2 评价指标和统计分析71-76
• 6.2.1 含水层厚度72
• 6.2.2 岩溶裂隙发育72
• 6.2.3 断裂构造72-73
• 6.2.4 砂岩率73
• 6.2.5 底板隔水层厚度73-76
• 6.3 底板突水危险性评价76-88
• 6.3.1 权重的计算76-84
• 6.3.2 白化权函数的确定84-85
• 6.3.3 灰色模糊计算85-88
• 6.4 底板突水危险性分区88-89
• 7 结论和建议89-91
• 7.1 结论89
• 7.2 问题与不足89-90
• 7.3 建议90-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-97
• 作者简介及读研期间主要科研成果97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：304529