青东矿104采区灰岩水对10煤层开采的影响评价
发布时间：2024-05-30 03:51
青东煤矿104采区10煤层底板灰岩含水层发育,底版隔水层厚度分布不均,在灰岩水压力和采动破坏的共同作用下极易产生突水事故。本文针对104采区10煤层底板及灰岩特征进行研究。 首先分析了矿井及104采区底板灰岩的地质和水文地质特征,结果表明：对煤层开采产生主要影响的太原组1-4灰含水层处于相对的封闭水文地质单元,径流弱,富水性中等-强；通过对采区地质、水文地质以及岩溶陷落柱形成环境的研究,得出采区不具备形成较大岩溶陷落柱的地质条件。其次运用灰色BP神经网络和有限元数值模拟预测了采动影响下底板破坏深度,两种预测结果相近,平均值为14.65m；运用分形理论对104采区10煤隔水底板进行完整性分析,并对其进行岩层组合分析；结合104采区底板隔水层厚度、岩性情况,得出其隔水性能较好的结论。利用数值模拟得10煤层采动时断层位置渗流场变化情况,表明采区断层富水性弱,但仍存在受断层切割使10煤层与太灰对接,导致发生突水的可能；通过突水系数理论计算结果分析,结果表明采区的灰岩含水层水压高、底板隔水层薄,处于承压水上“超限开采”状态,存在灰岩突水的可能性。最后,采用了“稳定流”和“非稳定流”公式对采区的涌...
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 课题研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.2.3 存在的问题
1.3 课题研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.4 论文时间安排和工作量
1.4.1 时间安排
1.4.2 主要完成工作量
2 矿井地质和水文地质
2.1 矿井及104采区位置
2.2 地层特征
2.2.1 地层
2.2.2 煤层
2.3 矿井和采区构造
2.3.1 矿井构造
2.3.2 采区构造
2.4 采区水文地质特征
2.4.1 地表水
2.4.2 新生界松散层含、隔水层
2.4.3 二叠系主采煤层间含、隔水层
2.4.4 碳酸盐岩类岩溶裂隙含、隔水层
2.5 断层及岩溶富水性
2.6 各含水层补给、径流、排泄条件及其水力联系
3 底板灰岩水文地质特征分析
3.1 太灰含水层内部结构及岩溶发育情况
3.1.1 太原组一灰顶标高
3.1.2 1～4灰含水层岩性分析
3.1.3 1～4灰岩溶发育情况分析
3.1.4 陷落柱发育情况
3.2 太灰水水化学特征
3.2.1 水质分析
3.2.2 水源判别
3.3 灰岩水文地质条件及富水性分析
3.3.1 抽放水试验成果分析
3.3.2 水文地质成果总结
4 104采区10煤层底板破坏规律
4.1 灰色BP神经网络预测底板破坏深度
4.1.1 煤层底板破坏深度影响因素分析
4.1.2 灰色BP神经网络预算模型基本原理
4.1.3 预测样本的选取
4.1.4 网络的建立、训练及检验
4.2 数值模拟预测底板破坏深度
4.2.1 FLAC3D简介
4.2.2 模型的建立
4.2.3 模拟结果分析
4.3 底板破坏深度确定
5 采区充水因素分析
5.1 底板裂隙突水
5.1.1 10煤层隔水底板厚度变化特征
5.1.2 10煤层隔水底板岩性组合特征
5.1.3 底板隔水层段物理力学性质
5.1.4 10煤层底板隔水层岩体结构类型划分
5.1.5 10煤层底板裂隙突水预测
5.2 断层导含水性分析
5.2.1 实际揭露
5.2.2 断层导水性数值模拟
5.3 104采区太灰水量预测
5.3.1 计算公式
5.3.2 预测突水量
5.3.3 预测结果
6 104采区10煤层底板突水危险性评价
6.1 灰色模糊综合评价方法简介
6.2 评价指标及统计分析
6.2.1 岩溶裂隙发育
6.2.2 断裂构造
6.2.3 隔水底板厚度
6.2.4 含水层厚度
6.3 底板突水危险性等级评价
6.3.1 权重的计算
6.3.2 因素集的确定
6.3.3 评语集的确定
6.3.4 白化权函数的确定
6.3.5 灰色模糊运算
6.4 底板突水危险性等级分区
7 结论
7.1 结论
7.2 存在的不足
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：3984530
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 课题研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.2.3 存在的问题
1.3 课题研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.4 论文时间安排和工作量
1.4.1 时间安排
1.4.2 主要完成工作量
2 矿井地质和水文地质
2.1 矿井及104采区位置
2.2 地层特征
2.2.1 地层
2.2.2 煤层
2.3 矿井和采区构造
2.3.1 矿井构造
2.3.2 采区构造
2.4 采区水文地质特征
2.4.1 地表水
2.4.2 新生界松散层含、隔水层
2.4.3 二叠系主采煤层间含、隔水层
2.4.4 碳酸盐岩类岩溶裂隙含、隔水层
2.5 断层及岩溶富水性
2.6 各含水层补给、径流、排泄条件及其水力联系
3 底板灰岩水文地质特征分析
3.1 太灰含水层内部结构及岩溶发育情况
3.1.1 太原组一灰顶标高
3.1.2 1～4灰含水层岩性分析
3.1.3 1～4灰岩溶发育情况分析
3.1.4 陷落柱发育情况
3.2 太灰水水化学特征
3.2.1 水质分析
3.2.2 水源判别
3.3 灰岩水文地质条件及富水性分析
3.3.1 抽放水试验成果分析
3.3.2 水文地质成果总结
4 104采区10煤层底板破坏规律
4.1 灰色BP神经网络预测底板破坏深度
4.1.1 煤层底板破坏深度影响因素分析
4.1.2 灰色BP神经网络预算模型基本原理
4.1.3 预测样本的选取
4.1.4 网络的建立、训练及检验
4.2 数值模拟预测底板破坏深度
4.2.1 FLAC3D简介
4.2.2 模型的建立
4.2.3 模拟结果分析
4.3 底板破坏深度确定
5 采区充水因素分析
5.1 底板裂隙突水
5.1.1 10煤层隔水底板厚度变化特征
5.1.2 10煤层隔水底板岩性组合特征
5.1.3 底板隔水层段物理力学性质
5.1.4 10煤层底板隔水层岩体结构类型划分
5.1.5 10煤层底板裂隙突水预测
5.2 断层导含水性分析
5.2.1 实际揭露
5.2.2 断层导水性数值模拟
5.3 104采区太灰水量预测
5.3.1 计算公式
5.3.2 预测突水量
5.3.3 预测结果
6 104采区10煤层底板突水危险性评价
6.1 灰色模糊综合评价方法简介
6.2 评价指标及统计分析
6.2.1 岩溶裂隙发育
6.2.2 断裂构造
6.2.3 隔水底板厚度
6.2.4 含水层厚度
6.3 底板突水危险性等级评价
6.3.1 权重的计算
6.3.2 因素集的确定
6.3.3 评语集的确定
6.3.4 白化权函数的确定
6.3.5 灰色模糊运算
6.4 底板突水危险性等级分区
7 结论
7.1 结论
7.2 存在的不足
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：3984530
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3984530.html
