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基于沿空留巷矿井采空区地下水库建设研究

发布时间:2018-11-13 11:01
【摘要】:本论文研究目的是将留巷墙体代替30m宽的保护煤柱,从而建设采空区地下水库。在回采结束后将采空区垮落空间作为储水空间,从而分析建设采空区地下水库的可行性,发展采空区地下水库的建设理论和技术体系。通过对采空区地下水库的概念、分类方法以及特征的总结,建立以沿空留巷采空区地下水库为基础的建设工艺、运行系统,从而确定采空区地下水库是保护煤矿地下水资源的有效方法。通过留巷墙体对采空区的有效隔离,形成密闭空间,在工作面回采时,产生的矿井水,可以储存在采空区地下水库内,从而达到保水采煤的效果。在沿空留巷技术思想上,对留巷墙体进行二次开发,增加留巷墙体的作用,对比将煤柱作为煤矿采空区地下水库坝体,此方法提高了煤炭回采率,具有一定的生态效益和经济效益。在下水平回采时,通过对上水平采空区地下水库间合理调水,形成水库间的调水系统,此调水系统防止了裂隙贯通上水平老采空区积水,同时防止了顶板突水事故。采空区空间上存在“空-实-空”的结构,通过对流经采空区地下水库的矿井水进行净化,形成煤矿采空区地下水库的矿井水净化原理。采用UDEC和FLAC 3D对上覆岩层下沉运动状态进行数值模拟,通过对数值模拟结果的分析,得出煤矿采空区地下水库储水空间的分布规律是:垮落带内储水空间呈中间压实,四周O型圈外围呈松散分布状态,裂隙带内储水空间分布在离层空隙中以及竖向岩体裂隙中,垮落带内储水空间分布垮落岩体空隙中,垮落带和裂隙带岩体空隙共同作为煤矿采空区地下水库储水空间。通过建立煤矿采空区地下水库数学模型,对沿空留巷墙体围堵的采空区进行库容计算,实现对采空区地下水库库容计算方法的总结。基于多因素耦合,建立了沿空留巷煤矿采空区地下水库模型,设定沿空留巷留巷墙体力学参数。以上研究内容为煤矿采空区地下水库的建设提供一套系统的理论,尤其针对西部干旱、半干旱地区水资源的保护具有重要意义。
[Abstract]:The purpose of this paper is to build underground reservoir in goaf instead of 30 m wide coal pillar. After mining, the caving space of goaf is taken as the storage space, and the feasibility of constructing underground reservoir in goaf is analyzed, and the construction theory and technical system of underground reservoir in goaf are developed. By summing up the concept, classification method and characteristics of underground reservoir in goaf, the construction technology and operation system of underground reservoir in goaf along goaf are established. Therefore, it is an effective method to determine the underground reservoir in goaf to protect the underground water resources in coal mines. Through the effective isolation of the wall of the roadway from the goaf, a closed space is formed. The mine water produced when the face is mined can be stored in the underground water reservoir of the goaf, thus the effect of keeping water and mining coal can be achieved. In view of the technical thought of retaining roadway along goaf, the secondary development of retaining wall is carried out to increase the function of retaining wall, and the coal pillar is used as the dam body of underground reservoir in goaf, this method improves the coal recovery rate. It has certain ecological benefit and economic benefit. In the next horizontal mining, the water transfer system between the underground reservoirs in the upper level goaf is formed by reasonable water transfer, which prevents the cracks from running through the old goaf and preventing the roof water inrush accident. There is a structure of "empty, solid and empty" in goaf space. By purifying mine water flowing through underground reservoir in goaf, the principle of mine water purification for underground reservoir in goaf is formed. UDEC and FLAC 3D are used to simulate the subsidence motion of overlying strata. Through the analysis of the numerical simulation results, the distribution law of the water storage space of underground reservoirs in the goaf of coal mine is obtained as follows: the water storage space in the caving zone is intermediate compaction. The surrounding O-ring is loosely distributed, the water storage space in the fissure zone is distributed in the void in the separated layer and in the fracture in the vertical rock mass, and the water storage space in the caving zone is distributed in the voids of the rock mass. Rock mass voids in caving zone and fissured zone are used as water storage space of underground reservoir in goaf of coal mine. By setting up a mathematical model of underground reservoir in goaf, the paper calculates the capacity of goaf which is surrounded by wall along goaf, and summarizes the calculation method of underground reservoir capacity in goaf. Based on the multi-factor coupling, the underground reservoir model of goaf in goaf along goaf was established, and the mechanical parameters of wall along goaf were set up. The above research contents provide a systematic theory for the construction of underground reservoirs in goaf, especially for the protection of water resources in arid and semi-arid areas of western China.
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD325.3;TV623

【参考文献】

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本文编号:2328907

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