大平煤矿南二采区水库下开采安全性分析

摘要

本文在充分了解和掌握国内外水体下开采的研究成果和开采经验的基础上,从研究水体下采煤所具有的特点入手,通过对大平矿南二采区水体、煤层埋藏条件及上覆岩层特性分析,确定了保证大平矿南二采区水体下煤层安全开采所要解决的关键技术及相关问题。通过对采区安全性分析,制定出了相应的研究内容和研究方法。通过对大平矿水文地质和技术经济综合指标分析后,从综放开采与分层开采两种可能的开采方案中优选出综合机械化放顶煤回采,即综放开采,作为进行深入研究的对象。本文采用回归分析的方法,依据大量的实践资料,推导出适用于放顶煤开采的导水裂隙带高度预计经验回归公式,并采用UDEC数值模拟的方法对大平矿南二采区水体下开采所形成的导水裂隙带高度进行了预测。依据导水裂隙带高度的预测值和隔水层的界定标准,确定上隔水层为大平矿水体下实施放顶煤开采方案的安全隔水层。证明大平矿南二采区在水库下实施放顶煤开采方案是安全可行的。为了验证研究结论的可靠性,选择S2S2工作面进行安全技术分析。通过钻孔覆岩破坏观测法来证明研究结论是可靠的,预计结果是准确的,同时也说明研究方法和技术路线是正确的,研究成果完全可以指导生产实践。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 论文提出的意义

1.2 水体下采煤国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究目的和主要研究内容

1.4 研究的技术路线

2 大平矿南二采区概况及开采方案的评价

2.1 井田位置与采区概况

2.2 三台子水库概况

2.3 采区煤层赋存条件

2.4 采区水文地质条件

2.4.1 含水层

2.4.2 隔水层

2.4.3 断层的导水性

2.4.4 钻孔封孔质量与导水性

2.4.5 采区水文地质类型

2.5 采区水体下放顶煤开采方案的评价

3 导水裂隙带高度影响因素分析及常用预测方法

3.1 导水裂隙带高度的影响因素

3.2 常用预测方法介绍

4 导水裂隙带的回归预测

4.1 公式推导

4.2 参数的估计

4.3 南二采区导水裂隙带高度的确定

5 导水裂隙带发育高度数值模拟

5.1 UDEC 数值模拟方法简介

5.1.1 UDEC 程序本构模型

5.1.2 求解问题的一般方法

5.1.3 UDEC 基本变形性质

5.1.4 UDEC 基本强度性质

5.2 建立UDEC 数值模型

5.2.1 建立UDEC 数值模型

5.2.2 边界条件

5.3 导水裂隙带高度模拟

5.3.1 覆岩变形破坏的发展过程

5.3.2 采放高度对导水裂隙带高度的影响

6 南二采区水体下放顶煤开采的安全性分析

6.1 防水安全煤岩柱厚度的确定

6.2 煤层上方隔水岩层隔水性分析

6.3 南二采区水体下采煤安全性分析

7 南二采区S2S2 面库下开采安全技术分析

7.1 S2S2 工作面煤层赋存条件

7.1.1 S2S2 工作面概况

7.1.2 煤系地层

7.1.3 工作面水文地质条件

7.1.4 地质构造

7.2 S2S2 工作面安全性分析

7.3 钻孔覆岩破坏观测研究

7.3.1 利用钻孔对覆岩破坏“两带”进行观测

7.3.2 钻孔覆岩破坏观测研究成果分析

7.3.3 预测结果与实测结果的对比分析

7.4 S2S2 采面回采安全保障技术

7.4.1 工作面探煤厚

7.4.2 钻孔透孔检验和井下探放水

7.4.3 工作面过断层

7.4.4 安全管理技术措施

8 结论

参考文献

作者简历

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