鲁西煤矿下组煤开采底板破坏规律及奥灰突水危险性预测

摘要

在以往的资源勘查和矿井生产期间，对下组煤未进行过系统的水文地质勘查和水害防治研究，而奥灰含水层厚度大，岩溶裂隙较发育，水头压力大，在开采下组煤时，奥灰有可能发生底板突水事故。因此本文对鲁西煤矿下组煤的水害防治研究具有很重要的理论意义和参考价值。
　　本文以以往的水文地质资料和抽水试验成果为基础，分析了下组煤开采的充水因素，充水通道及可能的充水方式；以地下水动力学理论获取了含水层水文地质参数，得出了流量降深关系曲线方程，并以此来确定了奥灰含水层的富水性。在理论分析基础上利用有限差分软件FLAC~3D对煤层采动底板运动破坏规律进行了模拟分析，结合结构力学中的单向板与双向板理论，并引入Marcus板带法，得出了采动煤层荷载的传递规律；通过研究下组煤底板奥灰含水层的隔水层岩性、厚度及组合方式，对下组煤底板隔水性能做出了评价，在此基础上，利用传统的突水系数法和以突变理论建立的尖点模型对下组煤底板的突水危险性进行了预测，得出了下组煤底板突水危险性的分区图，并取得了比较一致的结论。针对16＃煤及17＃煤底板的突水危险性，利用传统的地下水动力学的理论计算和地下水数值模拟两种方法对奥灰含水层的疏水量进行了预测，为矿井抽、排水系统的布置提供了依据。

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1 绪 论

1.1 研究背景与研究意义

1.2 研究现状

1.3 本文主要研究内容及思路

2 鲁西煤矿地质及水文地质条件概况

2.1 井田概况

2.2 井田地质条件概况

2.3 井田水文地质条件概况

2.4 本章小结

3 奥灰水文地质参数分析

3.1 水文地质参数解析计算

3.2 奥灰含水层的富水性

3.3 本章小结

4 煤层底板运动破坏规律研究

4.1 煤层底板应力分布特征

4.2 煤层底板破坏深度研究

4.3 煤层采动后荷载的传递规律分析

4.4 煤层底板破坏数值模拟

4.5 本章小结

5 下组煤底板突水危险性预测

5.1 下组煤底板隔水层阻水能力分析

5.2 突水系数法评价底板突水危险性

5.3 突变理论方法预测煤层底板突水危险性

5.4 本章小结

6 奥灰含水层疏降水量预测

6.1 奥灰疏水降压的理论计算法

6.2 基于GMS的数值模拟预测

6.3 疏水量预测两种方法的对比

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 主要结论

7.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况