松散承压含水层富水性评价预测及松散层下开采防水煤岩柱留设研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:MyraChen
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我国华北隐伏型煤田第四系松散承压含水层直接覆盖于煤系地层之上,是煤矿顶板水害防治、矿区地下水资源管理与生态环境保护等研究的热点。该类含水层以非胶结砂土、砂砾为骨架,砂泥互层明显,具有承压性,同时富水性空间展布差异性较大。因此进行准确的松散承压含水层富水性评价和科学合理的安全煤岩柱留设十分有必要。本文以淮北煤田为研究区,首先在充分收集和整理淮北煤田多个煤矿地质及水文地质资料的基础上,选取影响含水层富水性的多个因素进行分析,然后基于博弈论将层次分析法(AHP)和CRITIC(Criteria Importance Through Intercrieria Correlation)法进行耦合赋权,建立多因素复合的松散承压含水层富水性评价模型;最后选取了祁东煤矿7121工作面上的勘探孔D9、71煤层及其顶底岩体结构作为原型,借助UDEC二维离散元软件,对松散承压含水层下开采如何科学留设防水煤岩柱进行研究。具体研究成果如下:(1)选择隔水系数R、水头系数G、含水层厚度S、最厚砂层厚度M、级配系数D、砂泥互层系数P共6个影响因素作为评价指标,并基于博弈论将层次分析法(AHP)和CRITIC法进行耦合赋权,建立多因素复合的松散承压含水层富水性评价模型,避免了AHP法与CRITIC法单独赋权的偏主观或偏客观。(2)经验证,该评价模型评价结果符合《煤矿防治水细则》之规定,准确率高达90.91%,且所选评价指标均可通过普通地质勘探孔数据得到,无需过多开展现场抽水试验与物探工作。模型应用于受采动影响的具体工程实例,较为精准地评价了松散承压含水层富水性的时空动态变化。(3)以祁东煤矿7121工作面作为研究区,通过“三下”采煤规程经验公式、钻探成果分析及数值模拟手段,综合确定工作面导水裂隙带发育高度,科学合理地留设防水煤岩柱。研究成果对保障矿井安全生产具有一定的参考价值。
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