兴隆庄煤矿下组煤首采区开采水害防治技术研究

摘要

随着浅层山西组的煤层的开采枯竭，矿井的深度不断延伸，开采强度不断增加，因此下组煤的开采变的尤为重要。本文在分析兴隆庄煤矿下组煤首采区地质和水文地质条件资料的基础上，对研究区主采煤层16上煤和17煤顶底板充水含水层和隔水层进行分析，确定各含水层的富水性和隔水层的阻水性能。分析主采煤层顶底板破坏机理，通过经验公式法和数值模拟法，对煤层顶板裂隙带高度和底板破坏深度进行了计算，得出本研究区顶板裂隙带高度和底板破坏带深度的确切值。分析本区断层自然状态下含、导水性，利用数值模拟分析煤层采动状态下的断层附近应力应变，并通过经验公式、采动矿压法和数值模拟综合确定研究区内主要断层的防隔水煤柱留设宽度。利用“下三带”阻水厚度法和突水系数法分别对16上煤和17煤开采奥灰突水危险性进行评价分区。在“下三带”阻水厚度法中由于以往所用的阻水系数为其他地区的经验值，特引入“薄板”理论计算公式来计算底板岩层阻水带厚度，使得计算数据更准确，分区更合理；由于两种方法考虑突水因素的单一性，因此分区有一定的局限性，本研究运用了多因素分析法评价奥灰突水危险性，并进行危险性分区。本论文集合了构造、含水层富水性、水压、底板隔水层厚度、底板阻水带厚度和采动底板破坏深度六个影响突水危险性的因素，建立突水指数评价公式；运用17煤数据分别确定各因素的数据，并建立各因素的专题图，其中构造是运用构造分维值来表示，富水性用1~3来表示；再次运用AHP层次分析法的方法确定公式中的参数，并对数据进行标准化处理；运用Surfer软件构建归一化的数据的属性图，并利用公式对属性图进行复合；提取复合图中的数据，根据频率直方图和其他方法的结果确定分区阈值；最终确定17煤奥灰突水危险性分区；为验证此公式的正确性和合理性，与“下三带”阻水厚度法、突水系数法结果进行对比，确定公式合理；为验证公式可以适用于整个矿区下组煤开采时奥灰水突水危险性评价，引入16上煤数据进行验证，并得到肯定的结果。最后根据下组煤突水危险性评价提出水害防治方法与途径。

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1 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容、研究方法及技术路线

2 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.2 研究区地质概况

3 研究区水文地质条件分析

3.1 充水水源

3.2隔水层

4 煤层顶、底板采动破坏研究

4.1 煤层顶、底板岩层运动规律

4.2 顶、底板采动破坏研究

5 断层含、导水性研究及防隔水煤柱留设

5.1 断层自然状态下的含、导水性

5.2 断层引起的突水机理研究

5.3 断层防隔水煤柱的合理留设

6 研究区下组煤底板突水危险性研究

6.1 底板突水危险性评价

6.2水害防治技术与途径

7 结论

参考文献

致谢

参与项目与发表论文