地表大型水体下厚煤层工作面提高开采上限可行性研究

摘要

近半个世纪以来，随着我国经济的迅猛发展，矿产资源已被大量消耗，加之其开采利用十分粗放，使得目前的陆地矿产资源变得极其匮乏，而更多的矿产资源蕴藏于水体之下。可见，水体下开采势必成为采矿业面临的重要课题。崔庄煤矿三采区33下01工作面位于地表水体（昭阳湖）和第四系松散含水层下开采，且工作面大部分开采区域属于提高开采上限范围，此外，33下01工作面位于33上01工作面、33上02工作面两个已经开采完毕工作面的正下方，其中33上02工作面也属水体下提高开采上限工作面，因此33下01工作面的开采还涉及重复提高开采上限的问题，因此，在其开采中势必会产生诸多不确定因素，需对33下01工作面水体下重复提高开采上限的安全性进行研究。
　　论文分析了33下01工作面的地质条件、水文地质及工程地质条件，确定工作面水体采动等级。同时，采用理论计算、工程类比等方法预测工作面开采时的涌水量。
　　通过现场实测，得到了工作面上方基岩及粘土层厚度，结合对以往资料和本工作面勘探资料的分析，查明上覆岩层的厚度、工程地质类型、底部粘土层厚度、底部含水层的富水性。
　　应用经验方法、相似材料模拟实验及 FLAC数值分析综合分析确定覆岩破坏带的高度，并分析了工作面开采后上覆岩体位移与应力分布，以及湖底移动变形机理、黏土层的受力及变形、采动对断层的影响及地表裂缝的发育程度。
　　针对工作面回采影响较大SF2逆断层可能造成活化、错动及开裂的影响进行相似材料模拟，分析工作面回采时，断层是否会产生活化，是否具有较好的隔水性。
　　综合分析确定33下01工作面开采时的防砂煤岩柱，并就其对工作面水体下重复提高上限开采的安全性进行分析，提出了工作面安全开采技术措施。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

2 课题研究的基础条件

2.1 矿井概况

2.2 井田地质特征

2.3 试验工作面的煤层地质与水文条件

2.4 本章小结

3 基岩及第四系底部粘土层厚度分析

3.1 探测钻孔布置

3.2 基岩及粘土层厚度探测

3.3 33 下01工作面基岩及第四纪底粘厚度分析

3.4 覆岩的工程地质类型及其物理力学性质

3.5 本章小结

4 试验工作面覆岩破坏高度与断层活化分析

4.1 覆岩破坏高度经验公式预计

4.2 覆岩破坏高度数值模拟分析

4.3 工程地质力学模型模拟研究

4.4 覆岩裂缝带高度综合分析

4.5 断层活化对地表影响

4.6 本章小结

5 工作面水体下开采可行性分析

5.1 煤岩柱留设规定及方法

5.2 提高开采上限区域水体下采动等级分析

5.3 防砂煤岩柱的高度计算

5.4 开采的可行性分析

5.5 本章小结

6 开采期间安全技术措施

6.1 3 上煤老空水探放措施

6.2 工作面开采安全技术措施

6.3 工作面开采方案设计

6.4 本章小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

在读期间的主要研究成果