龙王沟煤矿底板突水危险性评价
发布时间：2021-03-09 17:28
国内外关于承压水体上特厚煤层综放开采这一特殊开采条件下的底板防治水相关研究较少,为保证同类矿井的安全开采和可持续发展,论文以龙王沟煤矿地质资料为依托,研究该矿6#煤层承压水体上特厚煤层综放开采的底板突水危险性。根据土力学、矿山压力等理论分析得到煤层厚度与底板破坏深度为线性关系,煤层越厚,底板破坏深度越大;采用Flac3D数值模拟软件对61601工作面的回采过程进行模拟,从底板岩移演化特征、底板应力演化特征、塑性变形特征三个方面分析特厚煤层采动影响下煤层底板隔水层的破坏过程、破坏深度和破坏规律;针对龙王沟矿地质、水文地质及工程地质特征,建立了底板突水主控指标体系,共计11个主控因素,包括富水性、渗透性、水压、地质构造的复杂程度、构造交点、隔水层厚度、等效隔水层厚度和脆塑岩厚度比、煤层厚度、煤层埋深和底板破坏深度,并借助地理信息系统（GIS）软件运用插值方法建立各主控因素专题图;通过不确定性数学中的灰色系统理论和模糊数学,提出了适用于龙王沟矿底板突水危险性评价的新型方法——区间灰色最优聚类模型,以底板突水主控指标体系为基础,以GIS的强大的空间信...
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
龙王沟煤矿地形地貌Figure2-1OpographyofLongwanggouCoalMine地层构造（Stratigraphicstructure）
煤矿地层综合柱状图
19工作面顶板、底板情况介绍如下：（1）直接顶：泥岩及炭质泥岩，厚度8.2m，炭质泥岩，平坦状断口，见滑面，染手，炭质含量较高，风化易碎；泥岩，灰黑色，泥质结构，质软，平坦状断口，见少量植物化石，风化易碎。（2）基本顶：山西组粗砂岩、泥岩互层，厚度29.5m，粗砂岩，灰白色，巨厚层状，粗粒砂状结构，泥质胶结，偶见少量煤透镜体；泥岩，灰黑色，泥质结构，质软，块状，见滑面，具有一定韧性。（3）直接底：砂质泥岩、泥岩，厚度不均一，约6.82m，灰黑色，泥质结构，质软，块状，平坦状断口，见滑面，易风化破碎。（4）基本底：泥岩、砂岩互层，厚度平均32.08m，粗砂岩，灰白色，巨厚层状，粗粒砂状结构，泥质胶结，参差状端口；泥岩，灰黑色，泥质结构，质软，局部砂质含量增加，垂直裂隙发育。力学分析（Mechanicalanalysis）煤层开采导致底板岩层发生移动破坏，为了直观分析，将破坏形态概化如图3-2所示。可分为底板破坏区、过渡区（塑性变形破坏区）和奥灰顶界面风化区。底板破坏区是在煤层开采后支承压力作用下，最先破坏的区域，以剪切破坏为主。中间过渡区，是在煤层开采后，底板上方应力解除，导致底板岩体状态的应力状态转换，由三向应力状态转换为二向应力状态或者单向应力状态。奥灰顶界面风化带是在成岩过程中形成的，比较稳定，但是由于岩性发生变化在矿井突水治理过程中一般视为危险区域。图3-2承压水体上特厚煤层开采底板破坏机制示意图Figure3-2Schematicdiagramoffloorfailuremechanisminminingofextra-thickcoalseamsonconfinedwaterbodies底板破坏带计算可以参考土力学、矿山压力的成熟理论[55]。对于采空区前方的煤体，取一个单位宽度，厚度为采高的应力单元进行分析。受力状态如图3-3所示[56]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]深部开采底板厚隔水层突水危险性评价方法研究[J]. 尹尚先,徐维,尹慧超,曹敏. 煤炭科学技术. 2020(01)
[2]《中国矿产资源报告2019》发布[J]. 地质装备. 2019(06)
[3]大数据K-means聚类算法的研究与应用[J]. 任恒妮. 信息技术. 2019(11)
[4]K-Means聚类算法研究综述[J]. 杨俊闯,赵超. 计算机工程与应用. 2019(23)
[5]基于充水条件比拟的工作面涌水量预计方法[J]. 段东伟,丁湘,蒲治国,王洋. 煤矿安全. 2019(05)
[6]钱家营井田构造复杂程度定量评价[J]. 尹尚先,吴志远. 煤矿安全. 2019(05)
[7]中国能源安全面临的挑战及煤炭保障作用分析[J]. 程蕾. 煤炭经济研究. 2019(04)
[8]基于模糊集对分析法的底板突水危险性评价研究[J]. 陈雪锋,苗永春,陈文涛. 煤炭科学技术. 2019(02)
[9]灰色关联度分析法在煤与瓦斯突出模拟试验中的应用[J]. 程霞,陈鲜展. 煤炭技术. 2018(10)
[10]基于FAHP-FCE的煤矿水害危险性评价[J]. 徐星,田坤云,郭兵兵,张文勇. 工业安全与环保. 2018(04)
博士论文
[1]山西霍宝干河煤矿煤层底板突水评价与预测预报研究[D]. 李慎举.中国矿业大学(北京) 2017
[2]深部煤层开采底板突水地应力控制机理研究[D]. 田干.煤炭科学研究总院 2015
[3]带压开采下底板渗流与应力耦合破坏突水机理及其工程应用[D]. 李昂.西安科技大学 2012
[4]矩阵型灰色关联分析建模技术研究[D]. 张可.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]我国矿井水害的类型划分与水文结构模式研究[D]. 陈红影.中国矿业大学 2019
[2]小庄矿40203综采面运顺破坏机理及返修技术研究[D]. 王树明.西安科技大学 2018
[3]基于五图—双系数法与脆弱性指数法的煤矿底板突水预测研究[D]. 李志强.河南理工大学 2017
[4]离散灰色预测模型的拓展研究及应用[D]. 杨芬.南京航空航天大学 2014
[5]煤层底板隔水层阻抗高压水侵入机理研究[D]. 田干.煤炭科学研究总院 2005
本文编号：3073199
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
龙王沟煤矿地形地貌Figure2-1OpographyofLongwanggouCoalMine地层构造（Stratigraphicstructure）
煤矿地层综合柱状图
19工作面顶板、底板情况介绍如下：（1）直接顶：泥岩及炭质泥岩，厚度8.2m，炭质泥岩，平坦状断口，见滑面，染手，炭质含量较高，风化易碎；泥岩，灰黑色，泥质结构，质软，平坦状断口，见少量植物化石，风化易碎。（2）基本顶：山西组粗砂岩、泥岩互层，厚度29.5m，粗砂岩，灰白色，巨厚层状，粗粒砂状结构，泥质胶结，偶见少量煤透镜体；泥岩，灰黑色，泥质结构，质软，块状，见滑面，具有一定韧性。（3）直接底：砂质泥岩、泥岩，厚度不均一，约6.82m，灰黑色，泥质结构，质软，块状，平坦状断口，见滑面，易风化破碎。（4）基本底：泥岩、砂岩互层，厚度平均32.08m，粗砂岩，灰白色，巨厚层状，粗粒砂状结构，泥质胶结，参差状端口；泥岩，灰黑色，泥质结构，质软，局部砂质含量增加，垂直裂隙发育。力学分析（Mechanicalanalysis）煤层开采导致底板岩层发生移动破坏，为了直观分析，将破坏形态概化如图3-2所示。可分为底板破坏区、过渡区（塑性变形破坏区）和奥灰顶界面风化区。底板破坏区是在煤层开采后支承压力作用下，最先破坏的区域，以剪切破坏为主。中间过渡区，是在煤层开采后，底板上方应力解除，导致底板岩体状态的应力状态转换，由三向应力状态转换为二向应力状态或者单向应力状态。奥灰顶界面风化带是在成岩过程中形成的，比较稳定，但是由于岩性发生变化在矿井突水治理过程中一般视为危险区域。图3-2承压水体上特厚煤层开采底板破坏机制示意图Figure3-2Schematicdiagramoffloorfailuremechanisminminingofextra-thickcoalseamsonconfinedwaterbodies底板破坏带计算可以参考土力学、矿山压力的成熟理论[55]。对于采空区前方的煤体，取一个单位宽度，厚度为采高的应力单元进行分析。受力状态如图3-3所示[56]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]深部开采底板厚隔水层突水危险性评价方法研究[J]. 尹尚先,徐维,尹慧超,曹敏. 煤炭科学技术. 2020(01)
[2]《中国矿产资源报告2019》发布[J]. 地质装备. 2019(06)
[3]大数据K-means聚类算法的研究与应用[J]. 任恒妮. 信息技术. 2019(11)
[4]K-Means聚类算法研究综述[J]. 杨俊闯,赵超. 计算机工程与应用. 2019(23)
[5]基于充水条件比拟的工作面涌水量预计方法[J]. 段东伟,丁湘,蒲治国,王洋. 煤矿安全. 2019(05)
[6]钱家营井田构造复杂程度定量评价[J]. 尹尚先,吴志远. 煤矿安全. 2019(05)
[7]中国能源安全面临的挑战及煤炭保障作用分析[J]. 程蕾. 煤炭经济研究. 2019(04)
[8]基于模糊集对分析法的底板突水危险性评价研究[J]. 陈雪锋,苗永春,陈文涛. 煤炭科学技术. 2019(02)
[9]灰色关联度分析法在煤与瓦斯突出模拟试验中的应用[J]. 程霞,陈鲜展. 煤炭技术. 2018(10)
[10]基于FAHP-FCE的煤矿水害危险性评价[J]. 徐星,田坤云,郭兵兵,张文勇. 工业安全与环保. 2018(04)
博士论文
[1]山西霍宝干河煤矿煤层底板突水评价与预测预报研究[D]. 李慎举.中国矿业大学(北京) 2017
[2]深部煤层开采底板突水地应力控制机理研究[D]. 田干.煤炭科学研究总院 2015
[3]带压开采下底板渗流与应力耦合破坏突水机理及其工程应用[D]. 李昂.西安科技大学 2012
[4]矩阵型灰色关联分析建模技术研究[D]. 张可.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]我国矿井水害的类型划分与水文结构模式研究[D]. 陈红影.中国矿业大学 2019
[2]小庄矿40203综采面运顺破坏机理及返修技术研究[D]. 王树明.西安科技大学 2018
[3]基于五图—双系数法与脆弱性指数法的煤矿底板突水预测研究[D]. 李志强.河南理工大学 2017
[4]离散灰色预测模型的拓展研究及应用[D]. 杨芬.南京航空航天大学 2014
[5]煤层底板隔水层阻抗高压水侵入机理研究[D]. 田干.煤炭科学研究总院 2005
本文编号：3073199
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