孙疃矿103采区10煤底板隔水能力及突水危险性研究

发布时间：2017-08-03 22:28

  本文关键词：孙疃矿103采区10煤底板隔水能力及突水危险性研究

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【摘要】：矿井水害是煤矿五大地质灾害之一,严重威胁矿井安全生产,全国有27%的煤矿正面临着水害问题。淮北矿区属于华北石炭系～奥陶系灰岩水害威胁区,灰岩含水层富水性强,水压大,曾发生过多次突水事故。故本文对孙疃矿103采区10煤底板隔水能力以及灰岩含水层富水性的研究具有重要意义。 论文在收集统计采区地质资料,水文地质资料的基础上,通过对钻孔资料、煤层底板岩性及其组合、厚度、岩体结构特征、岩体物理力学性质、岩性灰岩含水层厚度、水压、单位涌水量等资料的分析,研究了103采区10煤底板隔水能力以及灰岩含水层富水性特征,取得的主要成果和认识有： (1)通过对研究区太原组灰岩含水层厚度、单位涌水量、岩溶裂隙发育情况以及水压的分析,得出太原组一～四灰含水层组富水性等级为弱—强富水性。 (2)通过对10煤层底板隔水层的岩性及其组合、厚度、底板抗压强度的分析,研究了底板隔水层的隔水性能。得出其隔水性能较好。 (3)通过10煤层底板岩层岩石力学参数分析,运用数值模拟技术(FLAC3D),建立了三维立体模型,确定了底板破坏的最大深度。 (4)采用灰色模糊综合评价法,选取断裂分维值,灰岩含水层水压,底板砂岩率,有效隔水层厚度和底板总体抗压强度5个指标,对研究区底板进行突水危险性评价。
【关键词】：富水性 隔水性 FLAC~(3D)数值模拟 灰色模糊评价 危险性分区
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 研究背景与意义13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 底板突水理论13-15
• 1.2.2 底板突水预测方法研究15-17
• 1.3 研究内容与技术问题以及主要技术措施17-18
• 1.3.1 研究内容17
• 1.3.2 解决技术问题17-18
• 1.3.3 技术路线18
• 1.4 主要完成工作量18-19
• 2 研究区概况19-35
• 2.1 研究区地理位置19-21
• 2.2 地层与煤层21-25
• 2.2.1 地层21-23
• 2.2.2 煤层23-25
• 2.3 构造25-30
• 2.3.1 区域构造25-26
• 2.3.2 矿井构造26
• 2.3.3 采区构造26-30
• 2.4 矿井水文地质特征30-35
• 2.4.1 地形地貌与地表水30-31
• 2.4.2 含、隔水层(组、段)31-35
• 3 太原组灰岩富水性特征35-45
• 3.1 含水层埋深条件35-38
• 3.2. 灰岩含水层厚度分析38-39
• 3.3 岩溶裂隙发育特征39-41
• 3.4 单位涌水量41-42
• 3.5 含水层水位特征分析42-45
• 4 10煤层底板隔水性能分析45-59
• 4.1 底板岩层岩性组合分析45-48
• 4.2 底板隔水层厚度分析48-49
• 4.2.1 10煤底板至1灰顶间距48-49
• 4.2.2 有效隔水层厚度49
• 4.3 底板岩体结构特征49-54
• 4.3.1 底板构造分维值49-52
• 4.3.2 煤层底板岩体结构划分52-54
• 4.4 底板岩石物理力学性质54-59
• 4.4.1 煤层底板岩石物理力学试验54
• 4.4.2 底板岩层总体抗压强度54-59
• 5 底板破坏规律数值模拟59-77
• 5.1 FLAC3D软件基本功能59
• 5.2 莫尔-库仑本构模型59
• 5.3 岩石的力学参数59-61
• 5.4 模型设计61-63
• 5.4.1. 设计原理61
• 5.4.2. 模型建立61-62
• 5.4.3 计算方案62-63
• 5.5 数值结果分析63-76
• 5.5.1 煤层底板初始应力状态63-64
• 5.5.2 采动过程中垂直应力分布特征64-69
• 5.5.3 采动底板破坏演化特征69-76
• 5.6 小结76-77
• 6 10煤层底板突水危险性分析77-95
• 6.1 突水危险性综合评价77-93
• 6.1.1 灰色模糊综合评价法77
• 6.1.2 底板突水影响因素的确定77-79
• 6.1.3 因素集权重计算79-85
• 6.1.4 评语集确定85-86
• 6.1.5 突水危险性等级确定86-90
• 6.1.6 突水危险性分区90-91
• 6.1.7 指标灵敏度验证91-93
• 6.2 小结93-95
• 7 结论和建议95-97
• 7.1 结论95
• 7.2 建议95-97
• 参考文献97-101
• 致谢101-103
• 作者简介及读研期间主要科研成果103

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：616646