深部开采底板破裂分布动态演化规律及突水危险性评价
发布时间：2021-06-12 03:02
在全国煤炭资源开发布局调整阶段,为了保证国家煤炭供给安全,东部矿区仍需保持20年左右的稳产期,许多矿井进入深部开采不可避免。围绕深部煤层开采底板突水通道动态形成过程机理、水害评价防治的科学技术问题,以华北型煤田东缘代表矿井为例,采用野外调研、理论分析、原位测试、室内试验、数值模拟等多种方法,按照华北煤田东缘矿区的赋煤地质结构特征→深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法→深部煤层开采底板岩层变形破坏的时空演化特征和突水模式→深部煤层开采底板破坏深度预测方法和开采底板突水危险性评价方法→深部煤层开采底板水害治理模式和治理效果序列验证评价方法的思路开展研究。主要成果如下:（1）提出了利用布里渊光时域反射技术（BOTDR）对深部煤层开采底板变形破坏的动态监测方法。根据研究表明BOTDR系统监测的动态变形量及应变分布状态与煤层底板岩层应力应变特征具有一致性,是有效监测煤层底板岩层变形破坏的新方案。BOTDR系统对煤层底板岩层监测显示,在采动过程中煤层底板岩层从上向下是呈现压-拉-压的应变趋势;同时获得了有效的煤层底板岩层的最大破坏深度,为深部煤层开采底板破坏深度的精准预测研究提供了有效的原位测试...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：243 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
000年以来煤矿水害事故统计
2华北型煤田东缘区域地质及水文地质条件232华北型煤田东缘区域地质及水文地质条件2RegionalGeologicalandHydrogeologicalConditionsoftheEasternEdgeoftheNorthChinaTypeCoalfield本章介绍了华北型煤田东缘地区赋煤构造、煤层赋存规律及区域含水层的水文地质特征，揭示了华北型煤田东缘矿井现阶段深部煤层开采底板突水的共同特点，为论文研究的开展奠定基矗2.1区域赋煤构造及含水层（RegionalCoalBearingStructureandAquifer）我国华北型煤田东缘自安徽淮南到河北开滦等煤田，基本包括河北南部、山东、江苏和安徽北部地区等；华北型煤田东缘矿区主要含煤地层是石炭-二叠系，论文主要以河北的开滦煤田、山东的兖州、济宁煤田、安徽的淮南和淮北煤田、江苏的徐州煤田等进行分析研究，如图2-1所示。图2-1华北型煤田东缘区域位置示意图Figure2-1LocationoftheeasternedgeoftheNorthChinacoalaccumulationarea华北型煤田东缘矿区地属华北地台，是一个稳定而古老的克拉通区域，为古生代煤盆地，经历了印支、燕山及喜马拉雅等不同的时期，结合不同性质的构造和深部地应力等耦合作用，盆地内部出现了不同程度的不均衡抬升、翘倾、深埋、构造形变、肢解残留和复合改造作用，构造的样式呈明显的环带形变分区特征[145]。华北型煤田东缘大部分地区的晚古生代的沉积环境经历了陆表海环境及过度环境向大陆环境的演变过程，整体形成于一个辽阔的海进和海退的回旋过程；该区
裂西支等，其中夏邑-固始断裂为皖西下降断块和两淮断块的分界，致使“徐淮”煤田、隐伏的太康隆起及周口凹陷相连，该组断裂构造在煤田两端以西倾为主，中段为东向倾斜，整体形态为堑垒式。滑脱构造在“徐淮”煤田的南缘和东缘，该区域的滑脱构造可分为三种类型分别为徐宿复杂构造组合、淮南煤田北缘重力滑覆构造及淮南煤田南缘逆冲推覆构造等。徐淮煤田内的东西向断裂对褶皱构造和滑脱构造具有一定的限制和分割作用，而褶皱构造由板内向板缘方向增强在板缘形成推覆构造，进而形成了在徐淮煤田以推覆构造为主的边界[151]。图2-2华北型煤田东缘地区赋煤构造简图Figure2-2StructuraldiagramofcoaloccurrenceintheeasternmarginofNorthChinacoalaccumulationarea2.1.2煤系地层概况(1)华北型煤田东缘本溪组华北型煤田东缘本溪组地层中含煤较少基本为煤线、薄煤层，一般情况位于本溪组的中上部，也有小部分区域下部夹杂煤线情况；一般情况在其他“本溪煤层”内含煤较多，有可采煤层，但华北型煤田东缘矿区一般只有煤线或极少数存在可采煤层。①开平煤田和柳江煤田厚65~90m，一般含不稳定薄煤层1~3层，均不可采；②黄河北煤田本溪组的顶界为徐家庄灰岩的底界面，底界为马家沟组灰岩的顶界面，本溪组厚度3.40~18.00m，平均厚度9.80m，本溪组与下伏奥陶系马家沟组呈平行不整合接触，该区域本组地层基本无可采煤层；③兖州煤田本溪组基本不含煤层，揭露厚度平均约25.20~68.26m；④徐州煤田本溪组平均厚度约22.27~36.65m，不含可采煤层，本组地层平行不整合于奥陶系马家沟组之上，以灰岩顶界与太原组分界；⑤淮北煤田本溪组基本不含煤层，揭露本组地层厚度约1~57.40m，该地层与下伏奥陶系呈假整合接触；⑥淮南煤田本溪组一般厚度约5m~10m，不含可采煤层
本文编号：3225814
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：243 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
000年以来煤矿水害事故统计
2华北型煤田东缘区域地质及水文地质条件232华北型煤田东缘区域地质及水文地质条件2RegionalGeologicalandHydrogeologicalConditionsoftheEasternEdgeoftheNorthChinaTypeCoalfield本章介绍了华北型煤田东缘地区赋煤构造、煤层赋存规律及区域含水层的水文地质特征，揭示了华北型煤田东缘矿井现阶段深部煤层开采底板突水的共同特点，为论文研究的开展奠定基矗2.1区域赋煤构造及含水层（RegionalCoalBearingStructureandAquifer）我国华北型煤田东缘自安徽淮南到河北开滦等煤田，基本包括河北南部、山东、江苏和安徽北部地区等；华北型煤田东缘矿区主要含煤地层是石炭-二叠系，论文主要以河北的开滦煤田、山东的兖州、济宁煤田、安徽的淮南和淮北煤田、江苏的徐州煤田等进行分析研究，如图2-1所示。图2-1华北型煤田东缘区域位置示意图Figure2-1LocationoftheeasternedgeoftheNorthChinacoalaccumulationarea华北型煤田东缘矿区地属华北地台，是一个稳定而古老的克拉通区域，为古生代煤盆地，经历了印支、燕山及喜马拉雅等不同的时期，结合不同性质的构造和深部地应力等耦合作用，盆地内部出现了不同程度的不均衡抬升、翘倾、深埋、构造形变、肢解残留和复合改造作用，构造的样式呈明显的环带形变分区特征[145]。华北型煤田东缘大部分地区的晚古生代的沉积环境经历了陆表海环境及过度环境向大陆环境的演变过程，整体形成于一个辽阔的海进和海退的回旋过程；该区
裂西支等，其中夏邑-固始断裂为皖西下降断块和两淮断块的分界，致使“徐淮”煤田、隐伏的太康隆起及周口凹陷相连，该组断裂构造在煤田两端以西倾为主，中段为东向倾斜，整体形态为堑垒式。滑脱构造在“徐淮”煤田的南缘和东缘，该区域的滑脱构造可分为三种类型分别为徐宿复杂构造组合、淮南煤田北缘重力滑覆构造及淮南煤田南缘逆冲推覆构造等。徐淮煤田内的东西向断裂对褶皱构造和滑脱构造具有一定的限制和分割作用，而褶皱构造由板内向板缘方向增强在板缘形成推覆构造，进而形成了在徐淮煤田以推覆构造为主的边界[151]。图2-2华北型煤田东缘地区赋煤构造简图Figure2-2StructuraldiagramofcoaloccurrenceintheeasternmarginofNorthChinacoalaccumulationarea2.1.2煤系地层概况(1)华北型煤田东缘本溪组华北型煤田东缘本溪组地层中含煤较少基本为煤线、薄煤层，一般情况位于本溪组的中上部，也有小部分区域下部夹杂煤线情况；一般情况在其他“本溪煤层”内含煤较多，有可采煤层，但华北型煤田东缘矿区一般只有煤线或极少数存在可采煤层。①开平煤田和柳江煤田厚65~90m，一般含不稳定薄煤层1~3层，均不可采；②黄河北煤田本溪组的顶界为徐家庄灰岩的底界面，底界为马家沟组灰岩的顶界面，本溪组厚度3.40~18.00m，平均厚度9.80m，本溪组与下伏奥陶系马家沟组呈平行不整合接触，该区域本组地层基本无可采煤层；③兖州煤田本溪组基本不含煤层，揭露厚度平均约25.20~68.26m；④徐州煤田本溪组平均厚度约22.27~36.65m，不含可采煤层，本组地层平行不整合于奥陶系马家沟组之上，以灰岩顶界与太原组分界；⑤淮北煤田本溪组基本不含煤层，揭露本组地层厚度约1~57.40m，该地层与下伏奥陶系呈假整合接触；⑥淮南煤田本溪组一般厚度约5m~10m，不含可采煤层
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