柳巷煤矿3号煤层覆岩关键隔水层采动变形特征研究及保水开采评价

发布时间：2021-05-23 12:56

　　我国陕北榆神矿区蕴藏着大量的优质煤炭资源,该地区是我国重点开发和建设的煤炭工业基地,对国民经济建设影响重大,然而该区地处毛乌素沙漠与陕北黄土高原接壤地带,水资源匮乏、生态环境脆弱,煤炭资源开发会引起水资源流失和生态环境恶化,因此,必须重视采动对煤层顶板覆岩的变形破坏问题,以及由此会造成含水层中地下水漏失和生态环境恶化等问题。榆神矿区煤层顶板覆岩岩土体一般可划分为三大岩类六大岩组,分别为松散砂层组、土层组、风化岩组、煤岩组、粉砂岩泥岩组、砂岩组;其中,作为该区域关键隔水层的N2红土对矿区地下水资源保护起着关键性作用。论文基于前人对该区域N2红土的研究成果,结合井田岩土力学样的测试结果,对N2红土工程地质特征进行分析,N2红土为粉质黏土,级配良好,天然可塑、硬塑至坚硬,具有较强膨胀性,属于低压缩性、饱和土,天然状态下透水性微弱,隔水性能良好。论文以柳巷煤矿30105工作面地质条件为原型,运用UDEC数值模拟软件,模拟分析了大采高综放开采下覆岩和关键隔水土层采动破坏特征,结果表明风化基岩和厚土层塑性变形能力强于完整基岩,对裂隙带发育起到了一定的抑制作用,裂隙带导穿基岩后基本发育至N2红土层底... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 覆岩采动变形规律研究现状
        1.2.2 隔水层稳定性研究现状
        1.2.3 “保水采煤”技术研究现状
    1.3 研究内容与方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 方法与技术路线
2 研究区概况
    2.1 自然地理条件
        2.1.1 位置与交通
        2.1.2 气象水文
    2.2 地质概况
        2.2.1 地层概况
        2.2.2 可采煤层
        2.2.3 地质构造
    2.3 水文地质条件
        2.3.1 地表水系
        2.3.2 地下水含(隔)水层
        2.3.3 地下水的补给、径流和排泄
    2.4 本章小结
3 覆岩结构与N_2红土工程地质性质
    3.1 覆岩结构特征
        3.1.1 岩土体工程地质类型
        3.1.2 覆岩结构类型
    3.2 N_2红土工程地质性质
        3.2.1 基本物理力学及水理性质
        3.2.2 物质组成及结构特征
    3.3 本章小结
4 导水裂隙带发育高度预测
    4.1 覆岩分带性及N_2红土破坏类型
    4.2 导水裂隙带高度预测经验公式
    4.3 导水裂隙带发育高度数值模拟
        4.3.1 离散单元法与UDEC软件介绍
        4.3.2 模型建立
        4.3.3 覆岩裂隙演化过程及结果分析
    4.4 工作面实测数据
    4.5 本章小结
5 N_2红土层采动破坏评价及保水开采评价
    5.1 理论基础
    5.2 N_2红土层采动破坏影响因素分析
    5.3 N_2红土采动破坏评价
        5.3.1 评价指标权重确定
        5.3.2 基于综合赋权的红土采动破坏评价
    5.4 柳巷井田保水开采评价
        5.4.1 保水开采的目标含水层
        5.4.2 保水开采评价
    5.5 本章小结
6 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]保水采煤面临的科学问题[J]. 范立民.  煤炭学报. 2019(03)
[2]生态脆弱区保水采煤矿井(区)等级类型[J]. 李文平,王启庆,刘士亮,王苏健.  煤炭学报. 2019(03)
[3]中国煤炭资源分布特征及其基础性作用新思考[J]. 王海宁.  中国煤炭地质. 2018(07)
[4]基于地震反演和层次分析的N2红土层采动破坏评价方法研究[J]. 韦瑜,陈同俊,江晓雨,崔若飞.  地球物理学进展. 2018(02)
[5]含水层下短壁块段式采煤导水裂隙带高度发育规律研究[J]. 张云,曹胜根,郭帅,万通,王纪军.  采矿与安全工程学报. 2018(01)
[6]毛乌素沙漠与黄土高原接壤区泉的演化分析[J]. 范立民,向茂西,彭捷,马雄德,贺卫中,李涛,仵拨云,李永红,李成,宁建民,高帅,姬怡微,宋一民,姚超伟,任海香,何意平,刘海南.  煤炭学报. 2018(01)
[7]基于植被地下水关系的保水采煤研究[J]. 马雄德,范立民,张晓团,李文莉,张红强.  煤炭学报. 2017(05)
[8]基于GIS的改进AHP型脆弱性指数法[J]. 刘守强,武强,曾一凡,宫厚健,李哲.  地球科学. 2017(04)
[9]隔水层再造——西北保水采煤关键隔水层N2红土工程地质研究[J]. 李文平,王启庆,李小琴.  煤炭学报. 2017(01)
[10]浅埋煤层保水开采岩层控制研究[J]. 黄庆享.  煤炭学报. 2017(01)

博士论文
[1]西北沟壑下垫层N2红土釆动破坏灾害演化机理研究[D]. 王启庆.中国矿业大学 2017
[2]陕北煤炭大规模开采含隔水层结构变异及水资源动态研究[D]. 李涛.中国矿业大学 2012

硕士论文
[1]薄基岩上覆典型土层隔水性能及应用研究[D]. 马凯.中国矿业大学 2018
[2]榆神府矿区主采煤层赋存规律及煤炭开采对水资源影响分析[D]. 苗霖田.西安科技大学 2008



本文编号：3202561