收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究

乔伟  
【摘要】:我国华北东部主要煤矿目前开采深度达到600m左右,且以大约12m/a的速度向深部延伸。作为华北型煤矿煤系基底的奥陶系岩溶含水层是影响石炭纪煤层开采的主要充水水源。由于矿井开采向深部延伸,面临深部高承压甚至是超高承压奥灰水威胁,研究深部裂隙岩溶水运移、富水规律,科学评价其对煤层开采的突水危险性,是确保深部煤层安全开采的重大基础性研究课题。 论文以兖州煤田兴隆庄矿井和东滩矿井为研究区,通过地面抽水试验、井下群孔放水试验、孔隙-裂隙率测试以及水化学场和水动力场模拟计算等手段揭示了研究区深部奥陶系裂隙岩溶含水层的富水特征,并提出适合深部开采的底板突水危险性评价方法。取得以下成果: (1)对华北煤矿区奥陶系沉积岩相、古地理和岩溶发育特征进行了阐述,明确了奥陶系岩溶是在古岩溶的基础上继承和发展的,深部岩溶是在古浅部岩溶下降后继续发展的结果,且华北煤矿区深部奥陶系岩溶发育形态总体以孔隙、裂隙岩溶为主。 (2)通过分析华北典型煤矿区底板岩溶水涌(突)水特征,并在统计分析焦作、淄博和肥城矿区17个矿井212次底板突水实例的基础上,总结提出了底板岩溶突水水量和突水概率随着开采深度增加具有“递减型”、“增减型”(先递增后递减)趋势的规律。 (3)从岩性、构造、水流场和水化学场等方面研究了深部岩溶发育的影响因素。可溶岩的岩性作为物质基础,不会随着埋深位置的深浅而发生岩石化学成分改变。构造条件是影响深部岩溶含水层富水性的重要因素,从褶皱构造形成的地质力学过程分析了褶皱构造核部位置往往是深部岩溶富水的部位的特征。水化学场和水流场对深部岩溶的控制作用主要是由构造条件决定的。 (4)在系统分析区域奥陶系岩溶含水层水文地质特征基础上,采用化学热力学方法对研究区岩溶发育趋势进行了判别。基于水化学资料,用主成分分析方法研究了奥陶系深部岩溶发育的主控因素。使用水化学方法和构造控水机理,划分了研究区的水动力分区。基于研究区地应力测试分析,研究了地应力与裂隙岩溶富水性的关系,并得到了相关公式。探讨了深部裂隙岩溶含水介质溶蚀裂隙扩展的机制,认为地应力值的变化(埋深的增加)影响了裂隙的张开度,而裂隙的张开度是影响深部岩溶裂隙溶蚀扩展的重要因素。 (5)通过井下群孔放水试验和地面抽水试验,分析放水试验期间水位和水化学成分变化,建立了研究区奥陶系顶部裂隙岩溶含水层水文地质(包括水文化学)数值模型,并对地下水流场、水化学性变化进行了模拟;揭示了研究区奥陶系裂隙岩溶含水层的流场、富水性和水化学特征。对研究区深部岩溶化作用现状进行了分析。 (6)在大量突水实例统计分析的基础上,对突水危险性与突水系数、充水含水层富水性之间的关系进行深入研究,得到了一些规律性的认识;提出了底板突水危险性预测评价Ts-q法,弥补了传统突水系数法评价突水危险性未考虑充水含水层(水源)富水性大小(钻孔单位涌水量q)的不足,常识性突破了深部“高承压—弱富水”水文地质条件因突水系数超限而不能开采的瓶颈;且方法简单实用,便于生产单位普遍推广应用;探索了我国矿山进入深部开采水害预测评价新的理论依据、并在研究区进行了应用。 该论文有图134幅,表41个,参考文献255篇。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘伟韬,张文泉,高延法,倪罗平;底板突水预测专家系统研究[J];山东科技大学学报(自然科学版);1998年04期
2 张西民,王秀辉;顶板周期来压和底板突水的关系研究[J];煤田地质与勘探;1997年S1期
3 陶冠米,李守好;采煤工作面底板突水注浆封堵施工技术[J];煤炭技术;2003年09期
4 刘洪磊;杨天鸿;朱万成;于庆磊;;范各庄矿12煤底板突水过程模拟分析[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年04期
5 刘伟韬,张文泉,李加祥;用层次分析-模糊评判进行底板突水安全性评价[J];煤炭学报;2000年03期
6 许光泉,桂和荣,吴基文;煤矿底板突水分析及底板水防治[J];地下水;2001年03期
7 于喜东;地质构造与煤层底板突水[J];煤炭工程;2004年12期
8 张西民,马培智;采煤工作面顶板来压和底板突水关系的数值模拟研究[J];陕西煤炭技术;1998年01期
9 刘伟韬,宋传文,张国玉;底板突水的专家评分层次分析预测与评价[J];工程勘察;2002年01期
10 王景平;张晶;袁晓兰;;协庄井田11105W工作面底板突水可能性分析[J];德州学院学报;2006年02期
11 薛茹;杨国勇;李示;车灿辉;;基于粒子群神经网络的底板突水预测研究[J];能源技术与管理;2010年04期
12 黎良杰,钱鸣高,闻全,孟益平;底板岩体结构稳定性与底板突水关系的研究[J];中国矿业大学学报;1995年04期
13 潘德祥;张金才;;巷道底板塑性破坏带的研究[J];煤矿开采;1997年01期
14 张西民,侯育道;采煤工作面底板突水危险性的量化评价[J];西安科技学院学报;1998年01期
15 陈学星,刘伟韬,张文泉;预测底板突水的专家系统研究[J];煤矿自动化;2001年01期
16 王新宇;肥城矿区工作面底板突水影响因素分析[J];西部探矿工程;2001年02期
17 刘伟韬,陈学星;底板突水预测与评价的专家系统方法研究[J];中国地质灾害与防治学报;2001年02期
18 刘艳玲;;桃园矿底板灰岩突水因素分析[J];煤炭技术;2009年04期
19 徐鲁勤;鞠远江;;深部采煤底板突水成灾阈值及其研究意义[J];能源技术与管理;2010年03期
20 董杰;顾斌;董妍;李菲菲;;承压水上采煤技术研究[J];科技风;2010年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙志强;万剑华;张丽;;基于模糊聚类法的底板突水危险性评价[A];“地球·资源”全国博士生学术论坛会议论文摘要集[C];2011年
2 虎维岳;尹尚先;;采煤工作面底板突水灾害发生的采掘扰动力学机制[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
3 孙尚云;朱慎刚;;1026工作面底板突水实时监测技术应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
4 黄大兴;蔡东红;甘圣丰;;刘桥一矿Ⅱ623工作面底板突水及注浆治理[A];纪念矿井地质专业委员会成立二十周年暨矿井地质发展战略学术研讨会专辑[C];2002年
5 吴基文;姜振泉;张朱亚;;淮北矿区煤层底板突水的岩体结构控制研究[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
6 胡艳卉;张文泉;任仰辉;颜文珠;;安徽五沟煤矿1016面底板突水GMS模拟模型研究[A];2009矿山灾害预防控制学术研讨会论文集[C];2009年
7 施龙青;于小鸽;尹会永;魏久传;朱鲁;刘同彬;;“下四带”理论及其在底板突水评价中的应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
8 姜华;陈崇柱;潘光明;;10层煤开采底板突水原因分析[A];中国科协2005年学术年会第20分会场论文集[C];2005年
9 李子林;魏久传;刘同彬;翟培合;朱鲁;贺国宪;施龙青;李锋;尹会永;;受水威胁工作面底板水情动态监测技术[A];煤矿安全与地球物理学术研讨会论文集[C];2006年
10 王经明;董书宁;刘其声;;煤矿突水灾害的预警原理及其应用[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会、中国煤炭工业劳动保护科学技术学会水害防治专业委员会2005年学术交流会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹立明;深部煤层开采底板突水机理基础实验研究[D];山东科技大学;2011年
2 张乐中;煤矿深部开采底板突水机理研究[D];长安大学;2013年
3 牛建立;煤层底板采动岩水耦合作用与高承压水体上安全开采技术研究[D];煤炭科学研究总院;2008年
4 徐智敏;深部开采底板破坏及高承压突水模式、前兆与防治[D];中国矿业大学;2010年
5 刘树才;煤矿底板突水机理及破坏裂隙带演化动态探测技术[D];中国矿业大学;2008年
6 段宏飞;煤矿底板采动变形及带压开采突水评判方法研究[D];中国矿业大学;2012年
7 黄存捍;采动断层突水机理研究[D];中南大学;2010年
8 乔伟;矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究[D];中国矿业大学;2011年
9 陈新明;大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
10 孙晋非;突水预测预报决策支持系统关键技术研究[D];中国矿业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴伟征;查庄煤矿底板突水风险评价研究[D];山东科技大学;2011年
2 张伟杰;基于渗流—应力耦合作用的裂隙型底板突水机理及危险性预测研究[D];山东科技大学;2010年
3 王兴;固液耦合作用下底板突水过程的数值模拟研究[D];安徽理工大学;2011年
4 黄俊;工作面底板突水机理研究[D];湖南科技大学;2011年
5 舒丹丹;信息融合技术在矿井底板突水预测中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
6 原伟强;焦村矿水文地质条件及二_1煤底板突水危险性评价[D];河南理工大学;2011年
7 王自学;徐庄煤矿深部采区8煤底板突水危险性分析及防治[D];安徽理工大学;2010年
8 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年
9 于志鹏;断层组合对底板突水的影响及其防治研究[D];山东科技大学;2011年
10 李娜娜;赵官煤矿下组煤底板突水预测及防治技术研究[D];山东科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员尚勇 记者刘宏;打破底板突水防治瓶颈[N];中国煤炭报;2009年
2 苏章胜;孙疃矿1028工作面防治水取得成功[N];经理日报;2008年
3 记者张长山 许晓东;掘进工作面底板突水所致[N];中国安全生产报;2010年
4 欧阳宝塔;程传利;缚住地下水龙有招[N];中国矿业报;2003年
5 本报记者 董柏生 本报通讯员 王艳萍;“精品工程”从标准做起[N];焦作日报;2010年
6 通讯员 赵国堂 本报记者 刘宏;一项新技术带来的连锁变化[N];中国煤炭报;2010年
7 韩拉军;为煤矿安全生产提供技术保障[N];中煤地质报;2010年
8 本报记者 李延生 通讯员 郭永跃;冀中能源:四“柱”擎天[N];中国企业报;2009年
9 本报记者 程真;乌海矿难给内蒙古煤矿安全敲警钟[N];中国能源报;2010年
10 臧志奇 岳红敏;“铁军”神威[N];中煤地质报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978