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我国受水害威胁煤层量大面广,且频发突水致灾淹井事故,不仅经济损失大,而且破坏了矿区生态水环境,同时造成严重的社会危害。因此,开展受奥灰水、断层水和采空区积水等多水源威胁工作面采前水患分析与防治研究,对于昌恒矿安全生产具有重要意义,也是十分必要的。论文在查阅国内外相关文献资料的基础上,以山西昌恒煤矿9101综放工作面为依托,收集了该矿水文地质、工程地质和生产技术资料,运用岩石力学、水害防治等相关领域的知识,采用理论分析、室内测试、数值模拟研究等方法,系统分析了影响多水源威胁煤层安全开采的影响因素,重点研究了采空区积水、煤层顶底板砂岩裂隙水、底板奥灰水、断层等在采动影响下演化规律,预计了工作面涌水量。获得的主要研究成果如下:1、针对昌恒9101工作面的水患特点,进行了矿井水文地质条件补充勘查设计,施工了井上下探查钻孔,实施了地面三维地震、井下瞬变电磁、音频电透视和工作面无线电波坑透,基本查清了9煤底板距奥灰含水层的间距、顶底板砂岩含水层的厚度及富水性特征、工作面开采区域内断层形态与摆动范围、含导水性以及物探异常范围。结果表明:9煤顶底板砂岩裂隙含水层单位涌水量0.0359L/s·m,渗透系数0.000014m/d,为弱富水含水层;9煤底板奥灰含水层单位用水量16.667 L/s·m,矿化度1.698g/l,为极强富水含水层;工作面内断层均为正断层,落差0.8m30.0m,具有一定的含水性。2、通过单轴试验、三轴试验,X-RD试验以及电镜扫描试验,解析了煤层顶底板岩层微观成份含量、物理力学性质特征、岩性组合特征以及结构特征。9煤层顶底板以泥岩、砂岩为主,岩石类型主要为石英质粉砂岩,岩石中粘土矿物主要为高岭石;其中泥岩(含炭质泥岩)为灰深灰色,厚度较小,岩石力学指标相对较低,多属软岩,稳定性较差;细砂岩与粉砂岩交接良好,岩石坚硬致密,抗压强度高,稳定性好。顶底板覆岩类型属于软弱中硬型。3、根据9101工作面风机巷施工钻孔揭露以及岩石力学测试成果资料,建立了工作面开采工程地质模型,采用FLAC-3D分析软件,模拟了9101工作面不同推进距离(10m、30m、50m、70m)底板破坏演化特征,计算了此等条件下底板破坏深度、突水系数和安全隔水层厚度比值系数。结果表明:9煤采动底板破坏深度为25.96m,突水系数为0.0300.038MPa/m,安全隔水层厚度比值系数为0.45280.5500,均小于规程规定值,对工作面开采威胁较小;利用FLAC-3D模拟9煤开采断层面采动位移特征,模拟结果显示断层两盘沿断层面发生滑动位移最大为0.6m,活化范围较小,对工作面威胁较小,开采是安全可行的,9101工作面具备了安全开采条件。4、以9煤开采水文地质条件及水患因素分析结果为依据,以相关规程、规范为标准,对工作面开采涌水量进行了预计,9101工作面回采时正常涌水量预计为50m3/h,最大涌水量预计为120m3/h,并对工作面进行排水系统设计。5、根据水患因素分析和涌水量预计成果,制定了切实可行的水害安全技术防范措施和对策。其中4煤采空区积水应在采前采用钻孔疏放;顶底板砂岩裂隙水含水层以探查为主;对断层及底板灰岩含水层进行先探查后注浆。