【摘 要】
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在含水层下采煤时,为保障开采安全,主要采取留设防水煤柱或对顶板含水层进行疏放水的方法。由于各个矿区水文地质条件和煤层赋存条件不同,在含水层下开采过程中面临着不同的问题。我国东部地区煤田多为隐伏型,煤层上覆有130m～500m厚的松散层沉积,松散层底部常赋存着中等～强富水的承压含水层。近厚松散含水层开采过程中,在水压和矿压的共同作用下工作面时常发生突水,建立突水指标体系对于防止此类突水具有重要的理论
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在含水层下采煤时,为保障开采安全,主要采取留设防水煤柱或对顶板含水层进行疏放水的方法。由于各个矿区水文地质条件和煤层赋存条件不同,在含水层下开采过程中面临着不同的问题。我国东部地区煤田多为隐伏型,煤层上覆有130m～500m厚的松散层沉积,松散层底部常赋存着中等～强富水的承压含水层。近厚松散含水层开采过程中,在水压和矿压的共同作用下工作面时常发生突水,建立突水指标体系对于防止此类突水具有重要的理论意义和实践价值。以祁东煤矿西三采区7131工作面为例,在收集祁东煤矿各采区勘探阶段、生产阶段、补给阶段资料,以及相邻矿井资料的基础上,采用数理统计、数据分析预测、数值模拟相结合的方法对祁东煤矿西三采区厚松散含水层直接覆盖下煤层开采上覆岩体破坏特征进行综合研究,建立祁东煤矿西三采区煤层开采顶板松散层突水指标体系,并对7131工作面(Ⅲ块段)松散含水层突水危险性进行了评价。研究成果如下:(1)西三采区71煤层顶板多为老顶直接覆型,顶板岩层及上覆岩层岩性以软岩—中硬岩为主,并根据岩性参数及地质水文资料,建立了厚松散含水层直接覆盖下煤层开采顶板突水危险性评价指标体系。(2)利用祁东煤矿已经回采的工作面水文地质资料,构建以地应力指标体系、含水层富水性指标体系和煤层顶板阻隔水性能指标体系为一体的多维度煤层顶板水量预测统计分析模型,采用BP神经网络数值分析方法,对7131工作面(Ⅲ块段)顶板突水水量进行预测。预测结果表明,7131工作面(Ⅲ块段)顶板涌水水量为187.5m3/h,顶板松散含水层突水危险性较低,与真实回采结果一致,模型具有较高预测价值。(3)采用FLAC3D软件对厚松散含水层直接覆盖下煤层开采顶板突水危险性进行裂隙场一应力场一渗流场耦合模拟分析,研究结果为:7131工作面模拟破坏高度在58.5m与“四含”之间留有24.39m的有效隔水岩层段,承压水没有出现强烈下渗带,7131工作面“四含”突水可能性较小,模拟与实际生产结果一致。图19 表19 参64
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