张家峁煤矿过沟开采地面塌陷规律及溃水危险性预测
发布时间：2020-12-10 11:08
浅埋煤层覆岩破坏产生的导水裂隙带是影响矿井涌水量大小的主要因素,导水裂隙带贯通地表会引起沟谷流水或洪水沿地表采动裂缝溃入井下从而形成矿井水害。为了研究清楚浅埋煤层过沟开采时,上覆岩层的扰动破坏规律与裂隙发育特征以及溃水危险性,以榆神矿区张家峁煤矿过老来沟的工作面地段为研究区,进行了浅埋煤层过沟开采溃水危险性分区预测研究。该项研究不仅对张家峁煤矿浅埋煤层过沟开采水害防治具有重要应用价值,并且对同类矿井水害防治问题具有一定参考价值。通过对以往资料的综合分析,对张家峁井田地质与水文地质条件进行了系统总结。通过相似材料模拟、数值模拟和野外实地勘探相结合的方法,对煤层开采时覆岩破坏规律以及地表裂隙的发育特征进行研究,结果表明:煤层开采过程中,顶板覆岩会伴随产生层间离层与切穿岩层的垂向裂隙。裂缝的动态发育规律是:斜坡裂缝的宽度随着开挖的进行由小变大并趋于稳定,坡脚裂缝的宽度则是由小变大、再变小至闭合,沟底裂缝的宽度呈现由小变大再变小的特点。地表裂缝的这种演化规律主要与地形和地表应力状态有关:在坡肩和斜坡上部,采动裂缝形成后受斜坡拉应力的影响宽度增大;坡脚采动裂缝形成后受坡脚压应力的影响宽度变小甚至...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盘区分布图
西安科技大学硕士学位论文10为了更好的开发和利用东胜和神府煤田，保证东胜矿区的煤炭以及神木矿区的煤炭更好的往外运输，因此开发和修建了运煤专线的铁路——神朔铁路。1999年曾进行过电气化改造，运输能力达到30Mt/a。其中2006年开工，2009年9月投入使用的红柠铁路运输能力可达44Mt/a。本矿区公路交通状况良好（图2.2），G210国道西（安）-包（头）高速公路从矿区以西约60km处通过，省道S301府（谷）-新（街）二级公路沿考考乌素沟在煤矿以北矿井井口旁侧东西向通过，省道S204包（头）-神（木）-榆（林）二级公路从煤矿东部1.5km处的店塔镇通过。煤矿向南边可经过榆林市、延安市最终抵达西安市。向北边则可以到达鄂尔多斯市以及包头市；东经府谷县可达山西省，整体来说，公路交通状况良好。图2.2张家峁煤矿交通位置图2.2矿井自然地理2.2.1地形地貌张家峁井田基本位于陕北的黄土高原地区和毛乌素沙漠的接壤地带，整个井田呈现出西南、西北相对较高而中东部偏低的地形特征（图2.3）。最大海拔高程位于井田北界附近单家阿包三角点，高程值为1319.70m，井田内最大海拔高程则在神树圪垯三角点，高程值为1302.9m；而常家沟河谷则为井田的最低高程处。其高程值1088.00m。张家峁
2地质概况11井田地貌类型则是按照形态不同和成因不同来进行分类，主要分为：黄土丘陵沟壑区以及河谷区、风沙滩地区这三大类。（1）风沙滩地区煤矿西部大多都是风沙滩地，其主要特征是：松散沙层几乎全覆盖地表，地势平坦，垄岗状半固定沙丘和矮丘状固定沙丘波状起伏。近年来响应国家绿色发展的号召，区内种植大量人工草地、少量沙棘、沙柳等，植被恢复速度较为明显。（2）河谷区河谷区主要分布在常家沟等地。乌兰不拉沟泉和老来沟溪汇合形成常家沟河，常家沟的源头在研究区内，沟道长度仅7km。河谷的形态为“V”字，类型划分为侵蚀型谷地，研究区内河床宽度范围在2～10m，河漫滩及一级阶地在研究区都不发育，一级阶地宽度最大为100m。河谷两侧的冲沟发育。（3）黄土丘陵沟壑区井田内煤矿区先期开采地段广泛分布黄土丘陵沟壑区，其地貌特征为：区内大都为陡峻狭窄的沟谷区，沟则较深，遭受强烈的地表侵蚀因此地形支离破碎，梁峁相间。而第四系则在该区广泛的分布，其一般厚度范围在50～100m。整体表现为以地表径流侵蚀为主的现代地貌形态。陕西省积极响应国家退耕还林政策，该区植被恢复很快，初步控制了该区的水土流失情况。基岩裸露于沟谷两侧，在沟坡和山顶则随处可见固定沙丘、半固定沙丘、沙坡、沙坪地。图2.3张家峁井田地形地貌图
【参考文献】：
期刊论文
[1]厚松散层大采高开采地表移动变形规律研究[J]. 余学义,穆驰,张冬冬. 煤矿安全. 2020(04)
[2]高强度开采覆岩地表破坏及防控技术现状与进展[J]. 郭文兵,白二虎,赵高博. 煤炭学报. 2020(02)
[3]厚煤层综放开采覆岩移动规律数值模拟分析[J]. 彭东东. 江西煤炭科技. 2020(01)
[4]采动覆岩结构演化特征及对地表沉陷的影响分析[J]. 朱庆伟,李航,杨小虎,沈宇恒. 煤炭学报. 2019(S1)
[5]薄基岩厚松散层条件覆岩破坏规律研究[J]. 易四海,朱伟,刘德民. 煤炭工程. 2019(11)
[6]基于颗粒流的浅埋双煤层斜交开采地表裂缝发育特征[J]. 侯恩科,从通,谢晓深,魏江波. 采矿与岩层控制工程学报. 2020(01)
[7]竖缝式与仿自然结合鱼道水力特性及其优化[J]. 魏炳乾,黄磊,袁海石,李林博,荆海晓. 水利水运工程学报. 2019(04)
[8]浅埋深薄基岩矿井综放工作面导水裂缝带发育规律研究[J]. 徐建国. 中国煤炭. 2019(07)
[9]榆神矿区中深煤层开采覆岩损伤变形与含水层失水模型构建[J]. 赵春虎,靳德武,王皓,王强民,王世东,刘洋. 煤炭学报. 2019(07)
[10]基于覆岩破坏传递的导水裂缝带发育高度研究[J]. 赵高博,郭文兵,娄高中,马志宝. 煤田地质与勘探. 2019(02)
博士论文
[1]西部浅埋煤层开采垮落带岩体水砂运移特性试验研究[D]. 梁艳坤.中国矿业大学 2017
[2]陕北黄土沟壑径流下采动水害机理与防控技术研究[D]. 陈伟.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]柠条塔矿近距离煤层群开采覆岩破坏及裂隙带发育高度研究[D]. 李淑军.西安科技大学 2019
[2]黄陵矿区导水裂隙带探测及冒裂安全性分区预测[D]. 卫勇锋.西安科技大学 2019
[3]神南矿区煤层开采冒裂带发育高度研究[D]. 高涛.西安科技大学 2014
[4]三道沟煤矿地表水淹井灾害防治模式研究[D]. 刘博涛.西安科技大学 2014
[5]韩家湾煤矿大采高开采地表移动变形规律研究[D]. 王鹏.西安科技大学 2012
[6]新安煤田小浪底水库下采煤地表水防治技术研究[D]. 李松营.中国地质大学 2010
[7]彬长矿区地面塌陷特征及形成机理研究[D]. 蔡怀恩.西安科技大学 2008
[8]山区采煤地裂缝的分布特征及成因探讨[D]. 王晋丽.太原理工大学 2005
本文编号：2908590
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
盘区分布图
西安科技大学硕士学位论文10为了更好的开发和利用东胜和神府煤田，保证东胜矿区的煤炭以及神木矿区的煤炭更好的往外运输，因此开发和修建了运煤专线的铁路——神朔铁路。1999年曾进行过电气化改造，运输能力达到30Mt/a。其中2006年开工，2009年9月投入使用的红柠铁路运输能力可达44Mt/a。本矿区公路交通状况良好（图2.2），G210国道西（安）-包（头）高速公路从矿区以西约60km处通过，省道S301府（谷）-新（街）二级公路沿考考乌素沟在煤矿以北矿井井口旁侧东西向通过，省道S204包（头）-神（木）-榆（林）二级公路从煤矿东部1.5km处的店塔镇通过。煤矿向南边可经过榆林市、延安市最终抵达西安市。向北边则可以到达鄂尔多斯市以及包头市；东经府谷县可达山西省，整体来说，公路交通状况良好。图2.2张家峁煤矿交通位置图2.2矿井自然地理2.2.1地形地貌张家峁井田基本位于陕北的黄土高原地区和毛乌素沙漠的接壤地带，整个井田呈现出西南、西北相对较高而中东部偏低的地形特征（图2.3）。最大海拔高程位于井田北界附近单家阿包三角点，高程值为1319.70m，井田内最大海拔高程则在神树圪垯三角点，高程值为1302.9m；而常家沟河谷则为井田的最低高程处。其高程值1088.00m。张家峁
2地质概况11井田地貌类型则是按照形态不同和成因不同来进行分类，主要分为：黄土丘陵沟壑区以及河谷区、风沙滩地区这三大类。（1）风沙滩地区煤矿西部大多都是风沙滩地，其主要特征是：松散沙层几乎全覆盖地表，地势平坦，垄岗状半固定沙丘和矮丘状固定沙丘波状起伏。近年来响应国家绿色发展的号召，区内种植大量人工草地、少量沙棘、沙柳等，植被恢复速度较为明显。（2）河谷区河谷区主要分布在常家沟等地。乌兰不拉沟泉和老来沟溪汇合形成常家沟河，常家沟的源头在研究区内，沟道长度仅7km。河谷的形态为“V”字，类型划分为侵蚀型谷地，研究区内河床宽度范围在2～10m，河漫滩及一级阶地在研究区都不发育，一级阶地宽度最大为100m。河谷两侧的冲沟发育。（3）黄土丘陵沟壑区井田内煤矿区先期开采地段广泛分布黄土丘陵沟壑区，其地貌特征为：区内大都为陡峻狭窄的沟谷区，沟则较深，遭受强烈的地表侵蚀因此地形支离破碎，梁峁相间。而第四系则在该区广泛的分布，其一般厚度范围在50～100m。整体表现为以地表径流侵蚀为主的现代地貌形态。陕西省积极响应国家退耕还林政策，该区植被恢复很快，初步控制了该区的水土流失情况。基岩裸露于沟谷两侧，在沟坡和山顶则随处可见固定沙丘、半固定沙丘、沙坡、沙坪地。图2.3张家峁井田地形地貌图
【参考文献】：
期刊论文
[1]厚松散层大采高开采地表移动变形规律研究[J]. 余学义,穆驰,张冬冬. 煤矿安全. 2020(04)
[2]高强度开采覆岩地表破坏及防控技术现状与进展[J]. 郭文兵,白二虎,赵高博. 煤炭学报. 2020(02)
[3]厚煤层综放开采覆岩移动规律数值模拟分析[J]. 彭东东. 江西煤炭科技. 2020(01)
[4]采动覆岩结构演化特征及对地表沉陷的影响分析[J]. 朱庆伟,李航,杨小虎,沈宇恒. 煤炭学报. 2019(S1)
[5]薄基岩厚松散层条件覆岩破坏规律研究[J]. 易四海,朱伟,刘德民. 煤炭工程. 2019(11)
[6]基于颗粒流的浅埋双煤层斜交开采地表裂缝发育特征[J]. 侯恩科,从通,谢晓深,魏江波. 采矿与岩层控制工程学报. 2020(01)
[7]竖缝式与仿自然结合鱼道水力特性及其优化[J]. 魏炳乾,黄磊,袁海石,李林博,荆海晓. 水利水运工程学报. 2019(04)
[8]浅埋深薄基岩矿井综放工作面导水裂缝带发育规律研究[J]. 徐建国. 中国煤炭. 2019(07)
[9]榆神矿区中深煤层开采覆岩损伤变形与含水层失水模型构建[J]. 赵春虎,靳德武,王皓,王强民,王世东,刘洋. 煤炭学报. 2019(07)
[10]基于覆岩破坏传递的导水裂缝带发育高度研究[J]. 赵高博,郭文兵,娄高中,马志宝. 煤田地质与勘探. 2019(02)
博士论文
[1]西部浅埋煤层开采垮落带岩体水砂运移特性试验研究[D]. 梁艳坤.中国矿业大学 2017
[2]陕北黄土沟壑径流下采动水害机理与防控技术研究[D]. 陈伟.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]柠条塔矿近距离煤层群开采覆岩破坏及裂隙带发育高度研究[D]. 李淑军.西安科技大学 2019
[2]黄陵矿区导水裂隙带探测及冒裂安全性分区预测[D]. 卫勇锋.西安科技大学 2019
[3]神南矿区煤层开采冒裂带发育高度研究[D]. 高涛.西安科技大学 2014
[4]三道沟煤矿地表水淹井灾害防治模式研究[D]. 刘博涛.西安科技大学 2014
[5]韩家湾煤矿大采高开采地表移动变形规律研究[D]. 王鹏.西安科技大学 2012
[6]新安煤田小浪底水库下采煤地表水防治技术研究[D]. 李松营.中国地质大学 2010
[7]彬长矿区地面塌陷特征及形成机理研究[D]. 蔡怀恩.西安科技大学 2008
[8]山区采煤地裂缝的分布特征及成因探讨[D]. 王晋丽.太原理工大学 2005
本文编号：2908590
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