论文部分内容阅读
我国华北型煤田内煤系地层普遍被厚松散层所覆盖,松散层底部存在一层以非胶结砂土与砂砾等为骨架的承压含水层。随着煤矿开采规模的扩大和开采上限的提高,松散承压含水层下煤层顶板突水事故屡有发生,造成了严重的地质危害并妨害了煤矿正常的安全生产。本文以位于淮北煤田的祁东煤矿南部采区为主要研究区。首先,在充分收集和处理研究区内地质及水文地质等资料的基础上,分析了研究区内松散层底部含水层(“四含”)、“底粘”、基岩及断层等方面的分布规律。其次,分别利用Fisher判别分析法与GIS-AHP多元信息融合法预测了研究区松散承压含水层下61、82及9煤层开采顶板突水危险区,并将两种方法得到的预测结果进行对比分析。最后,基于离散元软件UDEC对研究区61煤层工作面开采进行流固耦合模拟,判识突水隐患,并结合《“三下采煤”规程》确定了研究区松散承压含水层下61煤层开采斜向(近四含)与水平向(近魏庙断层)的防水煤岩柱留设。得出的主要结论为：通过Fisher判别法与GIS-AHP多元信息融合法预测的顶板突水区分布范围大小虽不相同,但分布位置较为类似,同时具有3种依次排列的不同突水危险类型。由UDEC流固耦合模拟结果可知,在煤层开采过程中,覆岩以发育离层裂隙为主,垂向裂隙为辅。离层裂隙与垂向裂隙相互沟通,水压与渗流速率增大是识别导水通道形成的关键因素。结合数值模拟结果与规程计算,确定了祁东煤矿南部采区四含下61煤层开采斜向防水煤岩柱垂高90 m,开采上限标高为-509.36 m；水平向的断层防水煤岩柱宽度为30.7 m。