青东煤矿10煤层底板岩体结构特征及突水危险性研究

发布时间：2017-10-04 03:25

  本文关键词：青东煤矿10煤层底板岩体结构特征及突水危险性研究

  更多相关文章： 灰岩水 岩体结构 充水条件 分形理论 数值模拟 灰色模糊综合评价

【摘要】：青东矿10煤开采安全受底板太灰水和奥灰水的威胁,区域内受多期地质应力的作用,断裂及褶曲构造极为发育,10煤层底板发生破碎,易发生底板突水事故。有鉴于此,本文针对井田内灰岩含水层水文地质特征及隔水底板岩体结构特征进行了分析,并对井田内突水可能性的大小进行了研究和评价。 文章首先对研究区太原组1-4灰含水层特征进行了分析,结果表明太原组1～4灰含水层富水性为弱-中等,岩溶发育程度较差,TDS含量较高,水质类型属SO4～Ca·Mg型。用“大井法”和“比拟法”’对10煤层矿井涌水量进行了估算,得出10煤层正常涌水量为380m3/h,最大涌水量为550m3/h。 其次对研究区内10煤底岩体结构板特征进行了分析,并依据钻孔资料对底板厚度、岩性、含砂率等要素进行了统一研究,结果表明井田内10煤底板岩体结构较为完整,隔水及抗压性能整体较好,局部构造发育区域存在突水危险。同时考虑生产开采对底板的破坏,运用FLAC3D软件建立地质模型,对底板开采破坏状态进行模型反演,最终获得底板破坏深度为15m。 最后选取了断裂分维值、一～二灰厚度、底板砂岩率、灰岩岩芯采取率、底板有效厚度五个要素做为评价指标,以灰色理论与模糊数学为基础,建立灰色模糊综合评价模型评价了研究区10煤底板突水危险性,利用模型计算结果,将研究区突水危险性进行了分区,结果表明研究区大部为相对安全区域,安全区较小,二者之和约占研究区面积70%,其余危险区、威胁区在研究区域内呈块状零星分布。并分析了系统参数与所建立的数学模型之间的灵敏度,检验数学模型的稳定性,结果显示,模型与指标要素之间的敏感程度符合实际情况,模型是科学合理的。通过以上分析,为详细把握井田内灰岩水概况提供了技术支持,也为10煤层安全开采提供了地质依据。
【关键词】：灰岩水 岩体结构 充水条件 分形理论 数值模拟 灰色模糊综合评价
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-14
• 1 绪论14-22
• 1.1 研究背景与意义14
• 1.1.1 研究背景14
• 1.1.2 研究意义14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 岩溶的研究现状14-16
• 1.2.2 隔水底板的研究现状16-18
• 1.2.3 底板突水预测方法的研究现状18-19
• 1.3 研究内容与研究方法19-20
• 1.3.1 研究内容19-20
• 1.3.2 研究方法20
• 1.4 主要完成工作量20-22
• 2 矿井概况22-36
• 2.1 自然地理22-23
• 2.2 地层特征23-25
• 2.3 煤层特征25-26
• 2.3.1 含煤地层25
• 2.3.2 可采煤层25-26
• 2.4 矿井构造特征26-30
• 2.4.1 区域构造及其演化历史26-28
• 2.4.2 矿井构造28-30
• 2.5 矿井水文地质特征30-36
• 2.5.1 地表水30
• 2.5.2 松散层含、隔水层30-33
• 2.5.2.1 第三隔水层30-31
• 2.5.2.2 第四含水层31-33
• 2.5.3 二叠系煤系地层含、隔水层33-35
• 2.5.4 太原组和奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层35-36
• 3 太原组灰岩水文地质特征36-52
• 3.1 灰岩含水层特征36-38
• 3.1.1 太灰含水层厚度36-37
• 3.1.2 一灰顶标高37-38
• 3.1.3 岩溶发育38
• 3.2 太原组灰岩水特征38-44
• 3.2.2 太灰水水位特征40
• 3.2.3 太灰水水质分析40-44
• 3.3 抽水试验分析44-45
• 3.4 涌水量估算45-52
• 4 10煤层底板岩体结构特征52-74
• 4.1 底板岩体结构特征52-58
• 4.1.1 底板断裂分维值52-55
• 4.1.2 底板的岩体结构类型55-56
• 4.1.3 顶底板岩石的RQD值56-58
• 4.2 底板岩性组合特征58-59
• 4.3 底板岩石力学性质特点59-62
• 4.4 底板采动条件下破坏特征62-68
• 4.4.1 软件简介62-63
• 4.4.2 模型的选择63
• 4.4.3 模型力学参数63
• 4.4.4 模型设计63-65
• 4.4.5 模拟结果分析65-68
• 4.5 底板隔水能力分析68-74
• 4.5.1 底板厚度分析68-71
• 4.5.2 断层导、阻水性分析71-74
• 5 10煤层底板突水危险性评价74-92
• 5.1 灰色模糊综合评价法74
• 5.2 选取评价指标74-79
• 5.3 突水危险性综合评价79-92
• 5.3.1 确定权重79-86
• 5.3.2 构造白化函数86-87
• 5.3.3 灰色模糊评价87-90
• 5.3.4 突水危险性分区90
• 5.3.5 灵敏度分析90-92
• 6 结论与建议92-94
• 6.1 结论92-93
• 6.2 建议93-94
• 参考文献94-98
• 致谢98-100
• 作者简介及读研期间主要科研成果100

【参考文献】

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本文编号：968373