红岩河水库下伏采煤沉陷区治理技术研究
发布时间：2022-01-24 05:40
随着我国国民经济的持续发展,大型能源、交通、水利水电等工程选址规划常与采煤沉陷区产生叠压现象,采煤沉陷区覆岩变形、破断诱发的矿山地质灾害对基础设施建设及运营构成重大安全威胁。因此,开展采煤沉陷区覆岩移动规律、成灾机制及综合防治技术研究十分必要。本文以红岩河水库下伏采煤沉陷区治理工程为背景,采用理论分析、波速测井、压水实验及数值模拟等方法对火石咀煤矿8712综放采煤沉陷区覆岩裂隙发育规律、水库荷载作用下采煤沉陷区稳定性及综合防治技术展开研究,取得了以下研究成果:（1）基于覆岩运移传递理论推导了综放开采导水裂隙带发育高度计算公式,计算出8712工作面导水裂隙带最大发育高度为129m,采用钻孔冲洗液漏失量观测法实测导高值为135.3m,裂采比为19.05,与理论计算基本一致。（2）钻孔波速测试和压水试验表明:采煤沉陷区边缘岩体完整性受到不同程度破坏,渗透性明显增强。库区水体沿沉陷盆地边缘拉张裂隙带向下渗流,补给覆岩含水层,通过原生裂隙、采动裂隙与导水裂隙带间接沟通形成水力通道,长期渗流-应力耦合作用下,对水库及煤矿生产运营构成重大安全威胁。（3）基于库区地形地貌及地层岩性采用Rhino
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤炭资源开采诱
煤炭科学研究总院硕士学位论文8(1)现场实测法。结合研究区域地形，采用工程地质勘查，查明研究区域工程地质特征，获得大量基础资料数据，为进行深入的研究和分析提供可靠的保障。(2)理论分析。在工程地质勘查的基础上，运用开采沉陷学、矿山压力与岩层控制、岩石力学等理论成果，研究覆岩在采动过程中的破断演化特征、采煤沉陷区稳定性及对库区的影响。(3)数值模拟法。以火石咀煤矿8712工作面的地质资料为背景，选取代表性钻孔构建三维数值模型，利用Rhino3D-FLAC3D耦合技术进行综放开采覆岩应力尝岩体塑性区变化规律及库区荷载作用下采煤沉陷区稳定性。(4)工程验证法。对采煤沉陷区治理方案和措施进行研究，提出库区下伏采煤沉陷区综合防治技术，通过监测研究区域地表变形值监测防治技术的有效性。1.5研究技术路线根据本文研究内容，系统分析综放开采覆岩变形移动规律、采煤沉陷区稳定性、采煤沉陷区治理技术研究现状，制定了本文研究技术路线，如图1.2所示。图1.2技术路线图Figure1.2TechnologyRoadmap
2工程地质概况92工程地质概况2.1研究区自然地理概况2.1.1研究区位置红岩河水库是以城镇居民生活、工业生产供水和拦沙为主要用途的Ⅲ等中型水利工程，建成后能够有效缓解城镇供水不足的现状，为彬州市经济发展升级提供动力。该工程位于彬州市境内泾河一级支流红岩河下游，工程枢纽距红岩河距泾河约1km。312国道西（安）~兰（州）段、福（州）~银（川）高速公路从红岩河水库工程大坝南侧通过，该区域交通便利，地理位置图详见图2.1。图2.1研究区域地理位置图Figure2.1Locationmapofthestudyarea2.1.2地形地貌红岩河水库处于彬长矿区火石咀井田及文家坡井田范围内，地貌单元上属于黄土高塬沟壑区，包括黄土梁、黄土塬、河谷阶地等地貌，研究区地形地貌如图2.2所示。地形总体上为东北高西南低，泾河自西北向东南贯穿彬长矿区中部。塬体均向泾河谷地内侧倾斜，地形与下伏古地型轮廓基本一致。黄土塬面最高海拔为+1183.1m，河谷最低海拔为+840.4m，相对高差为150～233m，该地区沟谷陡峻，表土层受流水侵蚀严重。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水库下伏采空区覆岩裂隙探查与综合防治技术[J]. 黄健丰,吴璋,王玉涛,段沛然,李永强,张浩. 煤矿安全. 2020(02)
[2]急倾斜煤层采空区地表变形对管道的影响研究[J]. 王涛,魏善明,姜秉霖,李龙. 地质学报. 2019(S1)
[3]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[4]中国采煤沉陷区空间格局与治理模式[J]. 李佳洺,余建辉,张文忠. 自然资源学报. 2019(04)
[5]我国采煤沉陷区治理实践与对策分析[J]. 李树志. 煤炭科学技术. 2019(01)
[6]基于事故树定量分析的采空区上方建筑物稳定性评价[J]. 王尧,孙焕钊. 煤矿安全. 2018(11)
[7]基于SBAS-InSAR的矿区地表沉降监测与分析[J]. 李达,邓喀中,高晓雄,牛海鹏. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(10)
[8]高速公路隧道下伏小煤窑采空区洞内注浆处治技术[J]. 苟德明,田娇,李佳佳,张永兴. 林业工程学报. 2018(05)
[9]综采工作面覆岩压实区演化采高效应分析及应用[J]. 李树刚,徐培耘,赵鹏翔,林海飞,潘红宇. 煤炭学报. 2018(S1)
[10]巨厚煤层顶板离层水致灾机理研究[J]. 孙魁,王英,李成,陈建平,方刚. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(02)
博士论文
[1]开采沉陷区残余变形时空演化规律及其对地面建筑影响[D]. 鲁明星.北京科技大学 2019
[2]特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系研究[D]. 樊克松.煤炭科学研究总院 2019
[3]井下采煤的地表水土流失及植被效应研究[D]. 张勇.西安科技大学 2015
[4]地表移动预计方法及信息处理（SPDP）系统研究[D]. 李永树.中国矿业大学（北京） 1997
硕士论文
[1]基于GIS技术的煤层开采覆岩变形破坏机理及沉陷可视化研究[D]. 康慧.中国矿业大学 2019
[2]喜口池隧道穿越煤矿采空区的稳定性分析与研究[D]. 杨锡平.西安科技大学 2010
[3]建筑物下采空区稳定性分析及处治技术研究[D]. 刘强.中南大学 2010
本文编号：3605969
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤炭资源开采诱
煤炭科学研究总院硕士学位论文8(1)现场实测法。结合研究区域地形，采用工程地质勘查，查明研究区域工程地质特征，获得大量基础资料数据，为进行深入的研究和分析提供可靠的保障。(2)理论分析。在工程地质勘查的基础上，运用开采沉陷学、矿山压力与岩层控制、岩石力学等理论成果，研究覆岩在采动过程中的破断演化特征、采煤沉陷区稳定性及对库区的影响。(3)数值模拟法。以火石咀煤矿8712工作面的地质资料为背景，选取代表性钻孔构建三维数值模型，利用Rhino3D-FLAC3D耦合技术进行综放开采覆岩应力尝岩体塑性区变化规律及库区荷载作用下采煤沉陷区稳定性。(4)工程验证法。对采煤沉陷区治理方案和措施进行研究，提出库区下伏采煤沉陷区综合防治技术，通过监测研究区域地表变形值监测防治技术的有效性。1.5研究技术路线根据本文研究内容，系统分析综放开采覆岩变形移动规律、采煤沉陷区稳定性、采煤沉陷区治理技术研究现状，制定了本文研究技术路线，如图1.2所示。图1.2技术路线图Figure1.2TechnologyRoadmap
2工程地质概况92工程地质概况2.1研究区自然地理概况2.1.1研究区位置红岩河水库是以城镇居民生活、工业生产供水和拦沙为主要用途的Ⅲ等中型水利工程，建成后能够有效缓解城镇供水不足的现状，为彬州市经济发展升级提供动力。该工程位于彬州市境内泾河一级支流红岩河下游，工程枢纽距红岩河距泾河约1km。312国道西（安）~兰（州）段、福（州）~银（川）高速公路从红岩河水库工程大坝南侧通过，该区域交通便利，地理位置图详见图2.1。图2.1研究区域地理位置图Figure2.1Locationmapofthestudyarea2.1.2地形地貌红岩河水库处于彬长矿区火石咀井田及文家坡井田范围内，地貌单元上属于黄土高塬沟壑区，包括黄土梁、黄土塬、河谷阶地等地貌，研究区地形地貌如图2.2所示。地形总体上为东北高西南低，泾河自西北向东南贯穿彬长矿区中部。塬体均向泾河谷地内侧倾斜，地形与下伏古地型轮廓基本一致。黄土塬面最高海拔为+1183.1m，河谷最低海拔为+840.4m，相对高差为150～233m，该地区沟谷陡峻，表土层受流水侵蚀严重。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水库下伏采空区覆岩裂隙探查与综合防治技术[J]. 黄健丰,吴璋,王玉涛,段沛然,李永强,张浩. 煤矿安全. 2020(02)
[2]急倾斜煤层采空区地表变形对管道的影响研究[J]. 王涛,魏善明,姜秉霖,李龙. 地质学报. 2019(S1)
[3]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[4]中国采煤沉陷区空间格局与治理模式[J]. 李佳洺,余建辉,张文忠. 自然资源学报. 2019(04)
[5]我国采煤沉陷区治理实践与对策分析[J]. 李树志. 煤炭科学技术. 2019(01)
[6]基于事故树定量分析的采空区上方建筑物稳定性评价[J]. 王尧,孙焕钊. 煤矿安全. 2018(11)
[7]基于SBAS-InSAR的矿区地表沉降监测与分析[J]. 李达,邓喀中,高晓雄,牛海鹏. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(10)
[8]高速公路隧道下伏小煤窑采空区洞内注浆处治技术[J]. 苟德明,田娇,李佳佳,张永兴. 林业工程学报. 2018(05)
[9]综采工作面覆岩压实区演化采高效应分析及应用[J]. 李树刚,徐培耘,赵鹏翔,林海飞,潘红宇. 煤炭学报. 2018(S1)
[10]巨厚煤层顶板离层水致灾机理研究[J]. 孙魁,王英,李成,陈建平,方刚. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(02)
博士论文
[1]开采沉陷区残余变形时空演化规律及其对地面建筑影响[D]. 鲁明星.北京科技大学 2019
[2]特厚煤层综放开采矿压显现与地表变形时空关系研究[D]. 樊克松.煤炭科学研究总院 2019
[3]井下采煤的地表水土流失及植被效应研究[D]. 张勇.西安科技大学 2015
[4]地表移动预计方法及信息处理（SPDP）系统研究[D]. 李永树.中国矿业大学（北京） 1997
硕士论文
[1]基于GIS技术的煤层开采覆岩变形破坏机理及沉陷可视化研究[D]. 康慧.中国矿业大学 2019
[2]喜口池隧道穿越煤矿采空区的稳定性分析与研究[D]. 杨锡平.西安科技大学 2010
[3]建筑物下采空区稳定性分析及处治技术研究[D]. 刘强.中南大学 2010
本文编号：3605969
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