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孙疃矿10煤深部开采底板破坏规律及突水危险性评价

发布时间:2018-03-07 13:01

  本文选题:底板突水 切入点:数值模拟 出处:《安徽理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:孙疃矿位于华北型煤田,通过对矿区工程地质条件以及水文地质条件的分析,矿区的地质构造较为复杂。太原组灰岩水弱至中等,水压较高,富水性不均一,对10煤层开采具有一定的突水危险性。此外,该矿井的内部构造发育,裂隙较复杂,一定程度上破坏了隔水层的完整性,增强了煤层与太原组灰岩含水层之间的水力联系,所以在10煤层的开采工作中,底板突水问题是安全生产一大威胁。文章通过分析钻孔资料与结合矿井实际生产情况后,采用FLAC3D软件模拟了 10煤开采过程中煤层底板的破坏情况。得到了煤层倾角为10°、工作面宽为180m时开采过程中的最大破坏深度可以达到16-18m。在对煤层底板开采的影响因素进行逐一分析之后,选取了含水层富水性、含水层水压、隔水层等效厚度、隔水层脆塑性岩厚度比、断层密度、断层交点与端点以及断层规模七个因素作为评价底板是否突水的主控因素。对每一个主控因素通过GIS软件生成了各影响因素的专题图以及归一化图,从专题图以及归一化图中可以清楚地看出每一个因素的影响特征。利用AHP方法构建包含以上各个影响因素的判断矩阵,通过矩阵计算得出影响因素对目标的各自权重,进而建立10煤底板灰岩突水预测评价模型。同时通过GIS的强大的空间处理功能对各个专题图进行叠加,生成10煤底板突水脆弱性评价分区图并且确立了脆弱性指数的分区阀值,将研究区10煤的底板突水危险性合理地划分为以下五个等级:安全区、较安全区、过渡区、较危险区、危险区。得出结果:该矿井的突水危险区以及较危险区主要分布于矿井的北部与南部。最后选取了实际的涌水点投影到脆弱性评价分区图上进行模型的检验,结果发现拟合情况较好,说明建立的脆弱性指数法模型符合实际情况,评价结果比较理想,可以用来作为生产实际参考。
[Abstract]:Suntuan Mine is located in North China type coal field. Through the analysis of engineering geological conditions and hydrogeological conditions of the mining area, the geological structure of the mining area is more complicated. The limestone water of Taiyuan formation is weak to medium, the water pressure is high, and the water is rich in water heterogeneity. In addition, the internal structure of the coal mine is developed and the cracks are complex, which to some extent destroys the integrity of the water-insulating layer and strengthens the hydraulic connection between the coal seam and the limestone aquifer of Taiyuan formation. Therefore, in the mining work of coal seam 10, the problem of water inrush from floor is a great threat to the safety of production. After analyzing the drilling data and combining the actual production situation of the mine, FLAC3D software was used to simulate the failure of coal seam floor in the mining process of 10 coal. The maximum failure depth of mining process can reach 16-18 m when the dip angle of coal seam is 10 掳and the width of working face is 180 m. The influence on mining of coal seam floor is obtained. After analyzing the factors one by one, The water-rich aquifer, the water pressure of aquifer, the equivalent thickness of waterproof layer, the thickness ratio of brittle plastic rock and the density of fault are selected. Seven factors, the intersection and the endpoint of the fault and the size of the fault, are used as the main control factors to evaluate the water inrush of the bottom plate. For each of the main control factors, a thematic map and a normalized map of each influencing factor are generated through the GIS software. The influence characteristics of each factor can be clearly seen from the thematic map and the normalized map. The judgment matrix containing the above factors is constructed by using the AHP method, and the respective weights of the influencing factors to the target are obtained by the calculation of the matrix. Furthermore, the prediction and evaluation model of 10 coal floor limestone water inrush is established. At the same time, each thematic map is superimposed by the powerful spatial processing function of GIS, and the partition threshold of vulnerability index is established for 10 coal floor water inrush vulnerability assessment. The risk of water inrush from the bottom plate of 10 coal in the study area is reasonably divided into the following five grades: safe area, safer area, transitional area, and more dangerous area. Dangerous area. The result is that the dangerous area of water inrush and the more dangerous area are mainly distributed in the north and south of the mine. Finally, the actual water gushing point is selected and projected to the vulnerability assessment zoning map to test the model. The results show that the model of vulnerability index is in accordance with the actual situation and the evaluation result is ideal and can be used as a practical reference for production.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD745

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本文编号:1579400

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