收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

半胶结低强度围岩浅埋煤层开采覆岩运动及水害评价研究

李忠建  
【摘要】:针对在半胶结低强度条件下,浅埋煤层开采造成的覆岩运动和顶板水害评价问题,本文以新疆伊犁一矿试采区为研究对象,根据研究区钻探资料、地球物理探测资料、岩石物理力学性质试验资料等,采用理论分析、数值模拟、相似材料物理模拟、室内试验等方法,对研究区覆岩地层结构特征、覆岩运动规律、顶板结构稳定性、关键隔水层隔水性能、煤层顶板水害评价、防治水主要技术途径等方面进行了探索性研究,主要研究成果如下: (1)系统分析了研究区主采煤层顶板含水层厚度变化规律、岩性特征、富水性与导水性特征;隔水层厚度变化规律、岩性特征;煤系各含水层间的水力联系等。分析了第四系底部富水性与导水性特征,指出第四系孔隙含水层是煤系含水层的主要补给水源。 (2)通过离散元数值模拟、有限元数值模拟以及相似材料物理模拟,研究了不同采高条件下,5煤层开采覆岩运动规律。模拟结果表明:随着采高的加大,研究区发生切顶冒落危险性增加。采用“短砌体梁”结构理论和“台阶岩梁”结构理论对研究区5煤顶板结构稳定性进行了评价,依据半胶结低强度围岩特点,提出用“半-低”滑落系数修正其评价体系,评价结果与试验所得结论较为一致。 (3)对覆岩分带特性进行了分析,提出了研究区的覆岩分带特性两种划分依据,即分别为“半-低”四带和“半-低”两带。通过分析裂缝闭合带与时间之间的关系,给出了裂缝闭合带的计算方法。 (4)探讨了关键隔水层的概念及确定方式。分析了关键隔水层的厚度变化特征、岩性特征;通过膨胀试验、崩解试验、软化试验、拉伸试验及单轴压缩试验等对关键隔水层进行了物理力学分析。通过岩石力学、三轴应力渗透试验等,评价了关键隔水层的隔水性能。提出了“隔水指数”法,并用于定量评价关键隔水层的隔水性能,根据评价结果,研究区大部分区域处于中等隔水性区。 (5)依据5煤顶板含水层厚度变化特征及岩性组合特征,在考虑煤层顶板的岩性及结构特征对富水性影响的基础上,提出了“富水指数”法来定量评价煤层顶板含水层富水性,并划分了富水性分区。通过室内试验预计、规程公式预计、多元线性统计预计和变形预计四种方法对导水裂缝带高度进行预计。在考虑煤层顶板的岩性及结构特征对于隔水层的影响的基础上,采用“隔水指数”法评价了煤层顶板隔水层隔水性能,并划分了隔水性能分区。 (6)在综合分析顶板突水影响因素的基础上,利用“五图信息融合”法预测了顶板突水危险性。并采用VB6.0开发了相应的工作面顶板突水危险性预测软件。根据研究区5煤顶板含水层赋存情况,分别用大井法和比拟法预计了5煤顶板涌水量。计算了5煤开采上限。 (7)分析了研究区充水条件,提出了研究区防治水技术途径与措施。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 谢兴华,高延法,邹德蕴;薄层单元在覆岩离层模拟中的应用[J];矿业研究与开发;2002年03期
2 张明,刘传武,赵武升;应用数值模拟方法研究煤层覆岩破坏规律[J];煤炭科技;2003年04期
3 任奋华,蔡美峰,来兴平,康永华,刘治国;采空区覆岩破坏高度监测分析[J];北京科技大学学报;2004年02期
4 陈富勇,宋三胜,黄侃;芦岭煤矿810采区综放开采可行性分析[J];矿业安全与环保;2000年04期
5 姜德义,蒋再文,刘新荣,任松,刘金平;覆岩离层注浆控制沉降技术及计算模型[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年03期
6 于永春,徐方军;采动复岩离层高压注浆减沉技术研究[J];煤矿开采;2002年01期
7 朱岩华,左如松,董青红,姜振泉,伦庆忠,张明;兖州田庄矿11610工作面开采上限的研究[J];江苏地质;2004年01期
8 曹建波;支架工作阻力与覆岩作用机理研究[J];矿山压力与顶板管理;2004年01期
9 吴洪词,张小彬,包太,胡兴;采动覆岩活动规律的非连续变形分析动态模拟[J];煤炭学报;2001年05期
10 陈长臻;特厚煤层开采覆岩注浆技术的首次应用[J];煤矿现代化;1998年04期
11 刘新荣,姜德义,谭晓慧;岩盐溶腔覆岩沉降和变形规律的研究[J];化工矿物与加工;1999年07期
12 孙振武;缪协兴;茅献彪;;采场覆岩复合关键层的判别条件[J];矿山压力与顶板管理;2005年04期
13 胡金生;乐建;李涛;;导水裂隙带发育高度数值模拟研究[J];能源技术与管理;2009年03期
14 袁启新 ,尚衍峰 ,贾宝强;厚煤层提高开采上限试验研究[J];山东煤炭科技;2001年S1期
15 韩云;;龙东矿7125综放工作面开采上限研究与确定[J];能源技术与管理;2008年04期
16 傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏特性浅析[J];矿业安全与环保;2000年S1期
17 华心祝;覆岩离层注浆技术几个问题分析[J];煤矿现代化;2000年06期
18 张秀琨,鲍杰;密集建筑物下采煤覆岩关键层判定及应用[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2003年01期
19 杨文;;大同矿区采空区覆岩破坏特点分析[J];矿业快报;2006年01期
20 陈素贞;王怀增;赵海良;王立伟;;综采工作面下分层开采覆岩变形特征[J];山东煤炭科技;2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郝刚;吴侃;郑汝育;;地面荷载作用下老采空区上方覆岩的移动规律[A];2010全国“三下”采煤与土地复垦学术会议论文集[C];2010年
2 周宗红;侯克鹏;杨八九;;复杂矿体开采覆岩变形移动规律及其控制[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
3 丁陈建;汪吉林;马金荣;吴圣林;;煤矿采空区稳定性评价指标研究[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
4 苗彦平;郭佐宁;黄永安;王碧清;;浅埋煤层合理支护阻力实测统计分析[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
5 黄庆享;;榆神府矿区覆岩隔水岩组的隔水性与保水开采研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 杨居友;;特厚煤层采场上方覆岩导水断裂带高度的测定[A];第七次煤炭科学技术大会文集(上册)[C];2011年
7 王双明;范立民;黄庆享;杨泽元;;生态水位保护——西部地区科学采煤新思路[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
8 杨居友;;覆岩(离层)注浆工程自动监测系统的研究[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年
9 黄庆享;;浅埋煤层覆岩采动隔水性与保水开采分类控制[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
10 郑文华;李继林;;煤矿条带开采中关键层减沉效果分析[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李奎;水平层状隧道围岩压力拱理论研究[D];西南交通大学;2010年
2 曹凯;综放采空区遗煤自然发火规律及高效防治技术[D];中国矿业大学;2013年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 尚慧;宁夏矿山地质环境评价与动态监测分析[D];长安大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 康寅;新建建筑物对隧道覆岩和隧道结构影响的研究[D];青岛理工大学;2012年
2 栾长青;采空区的沉陷机理及地表变形破坏的时空预测研究[D];长安大学;2005年
3 刘培培;露井联采矿山边界参数优化及覆岩关键层破断特征分析[D];燕山大学;2010年
4 陈爽;采区地表变形监测数据分析与岩石力学参数反演[D];辽宁工程技术大学;2012年
5 姚俊伟;缓倾斜薄至中厚磷矿体地下开采矿压显现及覆岩活动规律研究[D];重庆大学;2012年
6 刘杰;缓倾斜中厚矿体房柱法开采覆岩层移动规律研究及采场结构优化[D];湖南科技大学;2012年
7 彭文;长平高速公路K73+200~K73+500段路面塌陷勘察评价及治理研究[D];吉林大学;2011年
8 李其锐;采空区地面沉降规律模拟研究[D];吉林大学;2012年
9 吕由;长岭煤矿采空区地表稳定性评价[D];吉林大学;2012年
10 张鹏;工业广场煤柱开采井筒损害特征及治理技术研究[D];河南理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 史大伟;芦岭矿依托科技解决防水(砂)煤柱回采难题[N];经理日报;2009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