太原东山煤矿15~#煤层底板突水危险性评价与防治对策研究

发布时间：2017-12-23 18:21

  本文关键词：太原东山煤矿15~#煤层底板突水危险性评价与防治对策研究　出处：《太原理工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：煤炭在我国国民经济中扮演着重要的角色,伴随着煤炭资源开采规模和开采深度的增加,下部煤层受到来自底部灰岩岩溶高承压水的突水威胁也日趋严重。长期的采掘实践表明,针对带压开采煤层,其底板突水危险程度是底板承压含水层特性、底板隔水层阻水性能、地质构造、矿山活动等多种因素共同作用的结果。东山煤矿井田内地质构造较为发育,煤层底板隔水层已被破坏,加之奥陶系灰岩含水层富水性极强,采用传统的突水系数法评价煤层底板奥灰突水危险性已不能作为矿井安全生产的依据。本文针对东山煤矿15~#煤层底板奥灰突水水害问题,在查明研究区地质环境背景、水文地质条件及以往突水资料的基础上,对15~#煤层底板奥灰含水层带压情况进行了分析,确定了带压区与非带压区的范围。通过对煤层底板突水机理及预测预报方法的研究,运用脆弱性指数法对15~#煤层底板突水危险性进行了评价分区,并将八种主控因素作为煤层底板奥灰突水脆弱性评价的影响指标。利用ArcGIS属性赋值功能及空间插值功能将各主控因素原始数据进行量化插值,建立各主控因素属性数据库并生成专题图。利用AHP层次分析法对各主控因素进行全面分析,计算出各主控因素对总目标的影响权重,通过将AHP的权重计算方法与GIS强大空间分析能力相结合,将各主控因素归一化专题图按照其权重值进行加权叠加,生成具有拓扑关系的复合图层,从而建立15~#煤底板灰岩突水预测评价模型。通过确定分区阀值对底板突水危险性进行综合分区评价,得出东山煤矿15~#煤层底板突水脆弱性评价分区图,将15~#煤层底板突水危险性划分为脆弱区、较脆弱区、过渡区、较安全区与相对安全区共五个区域。评价结果表明:东山煤矿15~#煤层底板奥灰含水层突水脆弱性从西向东呈逐渐减弱的趋势,研究区内一半以上的区域为过渡区、较脆弱区以及脆弱区,且主要集中在井田西部及断层和陷落柱等地质构造发育带。将脆弱性指数法与传统突水系数法评价结果进行对比分析,结果表明,脆弱性指数法较全面地考虑了各主控因素对煤层底板突水影响,反映出不同区域的相对脆弱关系,其评价结果更为科学合理、真实可靠。本文在脆弱性评价分区的基础上,参照我国北方岩溶突水防治措施经验,结合研究区矿井地质、水文地质特征和生产实际,针对不同脆弱性分区提出了煤层底板奥灰突水的防治措施及建议,为东山煤矿15~#煤层的安全开采及岩溶水环境保护提供了技术支持和科学依据。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD745

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本文编号：1324987