潘谢矿区深部裂隙发育规律及A组煤底板突水危险性评价

摘要

潘谢矿区隶属淮南煤田，地理位置位于淮河以北，淮南和新集矿区的主要生产矿井均位于此区域，大部分矿井生产水平位于-800m以上。潘集外围勘查区是潘谢矿区延深勘查区，主采煤层的埋藏深度均在-800m以下（本论文中深部研究区），相对潘谢矿区生产矿井主采煤层处于更深处，为本文主要研究对象。相对浅部（-800m以上）来说，深部的水文工程地质条件也是更为复杂。主要表现为高地应力特征、高承压水特征。岩层裂隙的发育特征决定了含水层的富水性，而深部A组煤开采水文地质条件较浅部开采具有明显不同。随着潘谢矿区各矿井开采深度越来越大，开展深部主采煤层的裂隙发育特征、A组煤底板突水危险性分析和评价，对煤矿的安全开采具有非常重要的意义。
　　在收集整理潘谢矿区勘探、生产资料及潘谢矿区延深勘查区详查资料的基础之上，以潘谢矿区深部为研究对象，对潘谢深部的地质概况、水文地质概况、主采煤层顶底板岩层裂隙发育特征、岩溶含水层富水性规律进行了系统的分析和评价，并以此为基础，进行了深部开采A组煤突水危险性评价，主要取得以下成果:
　　(1)采用主采煤层顶底板加权RQD、冲洗液消耗量值、测井曲线反演出来的泥质含量来表征岩层裂隙发育特征。研究结果表明:垂向上总体来说反应为深部裂隙发育程度随深度的增加并不具有规律性，相同煤层底板比顶板裂隙发育程度高，平面上深部比浅部岩溶裂隙发育高;
　　(2)以太灰奥灰的深度-单位涌水量-渗透系数-水压之间的关系来反映灰岩富水性规律，并使用层次分析法来进行灰岩富水性评价。研究结果表明:太原组灰岩裂隙溶隙含水层由于其高水压的特点，且与奥灰水有水力联系，成为矿井水害的主要充水水源之一，但其灰岩富水性较差，奥陶系灰岩裂隙含水层则是差异性较大;
　　(3)采用GIS和AHP耦合的脆弱性指数法对深部A组煤底板突水危险性进行分析和评价。研究结果表明:A组煤底板突水危险性表现为相对安全区主要分布在研究区南部，分布面积最大，较安全区分布在中部，分布面积不大，其他脆弱区、较脆弱区、过渡区分布在研究区北部，所占面积较小。

目录

声明

摘要

图清单

表清单

1 绪论

1．1 研究背景及研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 深部裂隙发育研究现状

1．2．2 岩溶含水层的富水性研究现状

1．2．3 底板突水防治研究现状

1．3 研究目的及内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

1．4 技术路线图

2 研究区概况

2．1 研究区地质概况

2．1．2 研究区构造

2．2 研究区水文地质概况

2．2．1 研究区含隔水层特征

2．2．2 研究区地下水动力条件

3 深部裂隙发育规律

3．1 深浅部裂隙发育规律对比方法

3．2 深浅部裂隙发育规律特征值

3．2．1 深浅部裂隙发育规律特征值的加权RQD值反映

3．2．2 深浅部裂隙发育规律特征值的冲洗液消耗量值反映

3．3 深浅部裂隙发育特征的测井反演

3．3．1 深部主采煤层泥质反演

3．3．2 深浅主采煤层泥质反演对比

3．3．3 深部太灰泥质反演泥质含量等值线图

4 深部岩溶富水性规律

4．1 深部岩溶影响因素简析

4．2 深部岩溶富水性垂向演化规律

4．2．1 太灰岩溶富水·I生垂向演化规律

4．2．2 奥灰岩溶富水性垂向演化规律

4．3 灰岩含水层富水性分析

4．3．1 石炭系太原组灰岩富水性分析

4．3．2 奥陶系灰岩含水层富水性分析

4．4 灰岩富水性评价

5 深部开采A组煤底板岩溶突水危险性评价

5．1 矿井深部A组煤底板突水评价方法选择

5．2 GIS的AHP型脆弱性指数法在A组煤底板突水危险性中的应用

5．2．1 基于GIS的AHP层次分析法研究思路

5．2．2 评价模型的建立

5．2．3 A组煤煤层底板突水脆弱性评价结果

6 结论

参考文献

致谢

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