论文部分内容阅读
煤层底板突水问题成为煤矿开采的一个重大的安全隐患,带压开采已成为深部煤炭资源开发的主要开采方式。与此相适应,底板灰岩水的防治尤为重要。本文针对袁店煤矿101、102采区10煤层开采底板灰岩水防治关键技术进行了多方面研究。首先分析了研究区底板灰岩的水文地质特征,由灰岩的沉积特征、径流特征、抽水试验及水化学分析结果得出:对煤层开采影响的太原组1-四灰含水层处于相对的封闭水文地质单元,循环微弱,富水性弱-中等,灰岩水文地质条件中等-复杂。同时运用了灰色BP神经网络和有限元数值模拟预测了采动影响下底板破坏深度,两种预测结果相近,最大值为14.23m。其次利用分形理论研究了101、102采区10煤底板隔水层完整性,结合研究区内底板的岩性、隔水层厚度、岩层组合情况,得出底板隔水性能较好。利用数值模拟得出,在采动影响下101、102采区分界的F2断层未活化,说明研究区受此断层突水威胁较小,但仍存在受断层切割使10煤层与太灰对接现象,使可能发生突水。通过对研究区地质及水文地质条件,以及岩溶陷落柱形成条件研究,得出研究区不具备形成较大岩溶陷落柱的地质条件。并通过突水系数理论计算结果分析得出,研究区的灰岩含水层水压高、底板隔水层薄,处于承压水上“超限开采”状态,存在灰岩突水的可能性,但根据板模型理论计算结果可知,-500m浅部和深部-700m开采时底板突水的可能性不大。采用了“大井法”、Q-S法对研究区的涌水量进行了预算,得出正常涌水量244.17m3/h,突出涌水量399.27m3/h。最后运用灰色模糊综合评价法对10煤底板突水危险性进行评价,由评价结果可知,研究区内10煤底板突水危险性等级以突水相对安全区和突水威胁区为主,占整个研究区80%。安全区仅分布在101采区的东南,101采区以突水相对安全区为主;102采区以突水威胁区为主,该区是煤矿生产过程中应重点探查与预防区域,根据研究区内水文地质特征并结合评价分析结果,提出了具体的防治水方案,进行了太灰水工程综合勘探设计,为类似下组煤开采提供借鉴经验。图[33]表[31]参[个数]