确定安全开采上限关键技术研究

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该文以武所屯煤矿为例对确定安全开采上限的诸多影响因素进行了综合分析:上覆岩层的水文地质情况及底含的底界面水平标高位置;可能产生上覆水位联系的断裂构造及地质构造弱面;开采形成"两带"高度并采用电视成像,电法勘探,无线电波坑透等综合先进方法和手段进行探明和确定了这些影响因素的定性定量指标.采用电法勘探探明第四系含水层及隔水层的富水性、分布规律及底含的相对位置关系:该次电法勘探采用对称四级装置,控制深度不小于80m,当极距大于20m,则以10m为步长递增,以充分突出目的层微小的异常特征.布置主测线3条,辅助测线2条,孔旁测深点2个,累计测线长度3170m,电测点69个,物理点1311个.电法勘探查明了第四系底界面的起伏变化情况:其底板标高变化在+8.5~+14.5m,一般在+11.0m,最大相对高度差6.0m.试采区内中部标高在+8.5~+9.0m左右,南部在+12.5~+14.5m,北部标高集中在+10.0~12.0m左右.同时查明了含水层的数量及相对位置关系:上含水砂砾石层厚6.0~23.0m;中含水砂层厚度2.0~14.0m;两含水层之间有2.0~16.2m的粘土、粘土质砂和砂质粘土组成;下含水砂砾层与第四系底界面之间由粘土、粘土质砂和砂质粘土组成,其厚度在1.0~8.0m左右.采用无线电波坑透勘探可以导致上覆水力联系的地质构造:无线电波坑透主要在初采的3个工作面进行的,在3条巷道中按10m接收点距、50m发射点距分别布设发射点及接受点.利用线性拟合法对22个定点曲线进行迭代回归、定参分析,最终确定了初始辐射场强为135dB/m,正常场的衰减系数β为-0.10~-0.15.依据吸收系数的异常特征,结合地质资料,综合解释了12804工作面内的构造发育情况,查明了5条落差在0~3m的断层.采用电视成像仪进行"两带"观测:电视成像探测技术是一种形象直观,可以实现精确定位的探测技术,主要是通过探头在钻孔中任意位置获得的图像信息,传送到计算机或图像采集器上,直接观测钻孔中的裂隙发育情况和破坏深度,实现两带高度的精确定位.在12802工作面设5个测孔,测孔倾角80°,测孔深度22.5~36.0m(其深度以不进入第四系底界面粘土岩为准).采用多种方式和手段进行综合测试来确定安全开采上限是安全可靠的,可克服仅靠单一手段带来的局限性和不确定性.并根据本矿情况,最终确定安全开采上限.实践证明,确定的开采上限安全可靠,可释放呆滞煤量并创造价值.技术经济及社会效益显著,值得同类条件的矿井开采借鉴.
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