祁东煤矿四含富水性分区及其下开采覆岩变形破坏规律研究
发布时间：2021-09-04 18:46
我国华北型煤田内煤系地层普遍被厚松散层所覆盖,松散层底部存在一层以非胶结砂土与砂砾等为骨架的承压含水层,对煤矿的安全生产构成严重威胁。通过对此地区大量开采水害事故的研究分析发现,许多突水事故与含水层富水性、承压水下采煤覆岩破坏规律及覆岩破坏影响因素有着密切联系。故本文以宿州祁东煤矿为依托,在充分收集整理祁东煤矿地质、水文地质资料的基础上,首先分析了研究区内松散层底部含水层空间分布规律;然后选取多个含水层富水性影响因素进行分析,利用地理信息系统（GIS）的强大空间分析功能和模糊层次分析法对祁东煤矿“四含”富水性进行了重新评价;最后选取了祁东煤矿26-27#勘探线上的2713钻孔71煤层及顶底板沉积岩体结构为对象,借助FLAC3D数值模拟软件,进行了松散承压含水层下开采覆岩应力-位移-破坏规律及其变形破坏的控制因素的研究。具体研究成果如下:（1）选取了“四含”有效厚度、构造发育密度、钻孔冲洗液消耗量、渗透系数和单位涌水量这5个富水性主控因素,利用模糊层次分析法得到了5个主控因素对于富水性分区的权重系数值,分别为0.18、0....
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文技术路线
(a) 松散层厚度等值线图 (b) “四含”底界标高等值线图(c) “四含”厚度等值线图 (d) “四含”有效厚度等值线图图3.1 各因素等值线图Fig 3.1 The contour map of various factors据钻孔数据及处理后的图可得出祁东煤矿“四含”岩性空间分布特征如下：（1）祁东煤矿松散层区内松散层厚度总体来看为北薄南厚、东西薄中间厚。（2）“四含”底界标高最低为-410 m，位于矿区西南部；底界标高最高为-260m，位于矿区东部，总体趋势为由东北到西南“四含”底界标高逐渐变低。（3）“四含”厚度总体趋势上呈现出中间厚，东西两头薄。（4）矿区有效含水层厚度 0～54.3 m，矿区有效含水层在中部处的厚度较大，而在矿区两侧则较薄至无有效含水层。（5）矿区大部分范围砂砾石上面覆盖有黏土层，厚度 0～28 m，平均厚度为6.71 m。3.2 祁东煤矿四含水文地质特征3.2.1 单位涌水量分析单位涌水量作为重要的水文地质参数，能直接反映含水层出水能力的大小。整理祁东煤矿水文地质钻孔的“四含”单位涌水量数据（见表 3.2）
20由图 3.2 可知，祁东煤矿整个采区单位涌水量变化幅度较大，一般在 0.2 m)之间，局部钻孔最大值可达 0.429 l/(s·m)，位于采区的中西部；最小值为m)，位于采区魏庙断层偏西；整个矿区单位涌水量总体趋势上呈现出东低向西呈现出增大→减小→增大的趋势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流固耦合的单一硬岩层对承压水下采煤压架突水的影响研究[J]. 张开弦,李圣杰,陈陆望. 煤炭技术. 2017(11)
[2]基于AHP的煤层顶板含水层富水性评价与分区[J]. 张云峰,申建军,王洋,赵德康,穆文平. 煤炭技术. 2017(01)
[3]断层面摩擦强度对工作面开采影响数值模拟分析[J]. 师修昌,孟召平,张娟,丁九龙,高原. 煤田地质与勘探. 2016(06)
[4]基于层次分析法的含水层富水性特征分析[J]. 于小鸽,王丹丹,施龙青,孟苗苗. 煤炭技术. 2016(10)
[5]带压开采工作面底板突水规律相似模拟试验[J]. 李振华,周甲富,张帅龙. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析[J]. 孟召平,张娟,师修昌,田永东,李超. 煤炭学报. 2016(08)
[7]多源地学信息融合的煤层顶板含水层富水性评价[J]. 冯书顺. 煤炭与化工. 2016(06)
[8]松散承压含水层水文地质参数分区及水流场数值模拟[J]. 陈陆望,何建东,施小平,谢文苹,冯晓青. 现代地质. 2015(04)
[9]杨柳煤矿太原组灰岩含水层突水危险性评价[J]. 杨华泽,郭琳,王腾辉. 地下水. 2015(02)
[10]近距离顶板灰岩富水性探测与突水危险性研究[J]. 朱恒忠,刘萍,汪华君. 矿业安全与环保. 2015(01)
博士论文
[1]对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D]. 吴士良.山东科技大学 2002
硕士论文
[1]华北隐伏型煤田松散承压含水层下开采顶板突水预测与防治技术研究[D]. 冯晓青.合肥工业大学 2016
[2]神华宁煤集团公司某煤矿充水含水层富水性分区评价研究[D]. 赵佩哲.石家庄经济学院 2015
[3]采动影响下煤层顶板承压含水层水位变化及覆岩变形与破坏规律研究[D]. 杨倩.辽宁工程技术大学 2013
[4]岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D]. 田杰.中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所） 2005
本文编号：3383810
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文技术路线
(a) 松散层厚度等值线图 (b) “四含”底界标高等值线图(c) “四含”厚度等值线图 (d) “四含”有效厚度等值线图图3.1 各因素等值线图Fig 3.1 The contour map of various factors据钻孔数据及处理后的图可得出祁东煤矿“四含”岩性空间分布特征如下：（1）祁东煤矿松散层区内松散层厚度总体来看为北薄南厚、东西薄中间厚。（2）“四含”底界标高最低为-410 m，位于矿区西南部；底界标高最高为-260m，位于矿区东部，总体趋势为由东北到西南“四含”底界标高逐渐变低。（3）“四含”厚度总体趋势上呈现出中间厚，东西两头薄。（4）矿区有效含水层厚度 0～54.3 m，矿区有效含水层在中部处的厚度较大，而在矿区两侧则较薄至无有效含水层。（5）矿区大部分范围砂砾石上面覆盖有黏土层，厚度 0～28 m，平均厚度为6.71 m。3.2 祁东煤矿四含水文地质特征3.2.1 单位涌水量分析单位涌水量作为重要的水文地质参数，能直接反映含水层出水能力的大小。整理祁东煤矿水文地质钻孔的“四含”单位涌水量数据（见表 3.2）
20由图 3.2 可知，祁东煤矿整个采区单位涌水量变化幅度较大，一般在 0.2 m)之间，局部钻孔最大值可达 0.429 l/(s·m)，位于采区的中西部；最小值为m)，位于采区魏庙断层偏西；整个矿区单位涌水量总体趋势上呈现出东低向西呈现出增大→减小→增大的趋势。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流固耦合的单一硬岩层对承压水下采煤压架突水的影响研究[J]. 张开弦,李圣杰,陈陆望. 煤炭技术. 2017(11)
[2]基于AHP的煤层顶板含水层富水性评价与分区[J]. 张云峰,申建军,王洋,赵德康,穆文平. 煤炭技术. 2017(01)
[3]断层面摩擦强度对工作面开采影响数值模拟分析[J]. 师修昌,孟召平,张娟,丁九龙,高原. 煤田地质与勘探. 2016(06)
[4]基于层次分析法的含水层富水性特征分析[J]. 于小鸽,王丹丹,施龙青,孟苗苗. 煤炭技术. 2016(10)
[5]带压开采工作面底板突水规律相似模拟试验[J]. 李振华,周甲富,张帅龙. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析[J]. 孟召平,张娟,师修昌,田永东,李超. 煤炭学报. 2016(08)
[7]多源地学信息融合的煤层顶板含水层富水性评价[J]. 冯书顺. 煤炭与化工. 2016(06)
[8]松散承压含水层水文地质参数分区及水流场数值模拟[J]. 陈陆望,何建东,施小平,谢文苹,冯晓青. 现代地质. 2015(04)
[9]杨柳煤矿太原组灰岩含水层突水危险性评价[J]. 杨华泽,郭琳,王腾辉. 地下水. 2015(02)
[10]近距离顶板灰岩富水性探测与突水危险性研究[J]. 朱恒忠,刘萍,汪华君. 矿业安全与环保. 2015(01)
博士论文
[1]对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D]. 吴士良.山东科技大学 2002
硕士论文
[1]华北隐伏型煤田松散承压含水层下开采顶板突水预测与防治技术研究[D]. 冯晓青.合肥工业大学 2016
[2]神华宁煤集团公司某煤矿充水含水层富水性分区评价研究[D]. 赵佩哲.石家庄经济学院 2015
[3]采动影响下煤层顶板承压含水层水位变化及覆岩变形与破坏规律研究[D]. 杨倩.辽宁工程技术大学 2013
[4]岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D]. 田杰.中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所） 2005
本文编号：3383810
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