论文部分内容阅读
随着我国煤炭开采战略的逐步西移,鄂尔多斯能源基地已成为近年来煤炭开发的重要生产基地。石拉乌素煤矿位于鄂尔多斯盆地北部,煤层厚度大,埋藏较深,属于典型的深部矿井。顶板砂岩裂隙含水层厚度较大,富水性不均一,严重威胁到工作面的安全生产。区内尚未进行大规模开采活动,缺乏成熟经验可供借鉴。因此,有必要对采动覆岩变形破坏的规律及工作面水害危险性分区进行研究。本文以鄂尔多斯石拉乌素煤矿首采综放工作面为例,基于前人对侏罗系特厚煤层开采的研究成果,系统收集了研究区的地质与水文地质资料,分析了综放区域水文地质条件及含隔水层空间结构特征;在整理侏罗系煤田相似条件矿井导水裂缝带高度实测数据的基础上分析了导水裂缝带高度的发育规律并提出了适用于研究区综放开采导水裂缝带高度的预计公式,计算出综放区域采厚在8.7-12.35 m时导水裂缝带高度介于232-297 m;根据综放区域首采面的地质条件,利用FLAC3D软件模拟了覆岩破坏的动态特征,模拟结果表明,煤层开采厚度为10 m时,导水裂缝带发育高度在240 m左右;基于导水裂缝带高度的研究分析了综放开采顶板水害的影响因素:直接充水含水层厚度、间接充水含水层厚度、岩芯采取率、导高范围内硬岩比例、残余隔水层厚度,运用层次分析法的方法对综放区域煤层开采顶板水害危险性程度分区评价;在分析综放和综采导水裂缝带高度差异性的基础上,提出类比系数并计算出综放区域首采工作面涌水量为383 m~3/h,考虑到志丹群漏失量的情况,最终首采工作面正常涌水量预测值为575 m~3/h,由于离层水有存在的可能性,最大涌水量取正常涌水量的2倍为1150 m~3/h,通过对开采期间实际涌水量的分析,涌水量预测值与实际情况基本吻合。研究成果将促进东胜煤田安全高效绿色开采技术的发展,为东胜煤田巨厚砂岩含水层下厚煤层的安全回采提供指导和借鉴,具有重要的理论意义和实践价值。