登封煤田白坪井田二1煤层底板突水危险性预测

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煤层底板突水是煤矿安全生产中最突出的问题之一,是矿井防治水的主要内容,研究煤层底板突水一直都是个热门课题。随着开采深度的增加,煤层底板突水问题日趋严重,矿井水防治难度也越大,开采条件不断变化,开采技术也不断更新,这给我们在研究煤层底板突水问题上也提出了新的任务。本文在综合分析白坪矿区水文地质条件的基础上,探讨了白坪矿的水文地质规律,结果表明,白坪矿区二1煤下有三个主要含水层组:太原组上段灰岩含水层、太原组下段灰岩含水层、上寒武统和中奥陶统灰岩含水层,三个主要含水层之间有密切的水力联系。根据井田勘察的钻孔和物探资料,通过对含水层、隔水层、地下水的补给径流排泄的分析及对矿井突水和涌水的数据分析,划出井田水平方向和竖直方向的富水区带,两者综合起来分析,最终划分出井田空间上的富水区带。根据分析,井田西部地质条件简单,构造不发育,富水性弱,东部地质条件复杂,构造发育,富水性较强。岩溶裂隙在空间的分布和富水性具有不均一的特征。通过对白坪矿的地质资料和开采资料的分析,并通过现场调研,分析了白坪矿开采二1煤层影响底板突水的主要因素。并采用有效隔水层突水系数法对二1煤层底板突水危险性进行计算评价,将白坪矿二1煤层底板突水危险性划分为安全区、突水危险区和突水威胁区,划分合理,结果可靠。通过对断层的力学性质进行分析,并根据白坪矿内几个大中型断裂的水文地质性质,结合断层富水导水的主要影响因素,对断层的富水导水性进行了分类,对白坪矿内的几大主要断裂的富水导水性进行了研究。通过对正断层作用下底板的力学性质进行分析,并进行了理论计算,从而得出了在断层附近布置工作面时,预测断层作用下底板突水的危险性的一个依据。研究结果表明,白坪井田内对回采工作影响较大的断层有箕F7断层和箕F31断层,在箕F31断层附近布置工作面时,存在着突水危险性,故在回采时应采取相应措施。
致谢第4-5页
摘要第5-6页
ABSTRACT第6-7页
目录第8-11页
1 引言第11-19页
    1.1 研究背景和意义第11-12页
    1.2 国内外研究现状及进展第12-17页
        1.2.1 煤层底板突水的研究现状第12-16页
        1.2.2 断层突水研究现状第16-17页
    1.3 本文的研究内容和技术路线第17-19页
        1.3.1 研究内容第17页
        1.3.2 技术路线第17-19页
2 井田概况第19-23页
    2.1 位置与交通第19页
    2.2 气象第19-20页
    2.3 地形地貌第20页
    2.4 矿井建设、生产现状第20-23页
3 水文地质条件分析第23-29页
    3.1 含水层与隔水层第23-24页
        3.1.1 含水层(组)第23-24页
        3.1.2 隔水层第24页
    3.2 地下水补给、径流与排泄第24-25页
        3.2.1 地下水的补给第24-25页
        3.2.2 地下水的迳流和排泄第25页
    3.3 地下水动态第25-26页
    3.4 井田充水因素分析第26-29页
        3.4.1 充水水源第26-27页
        3.4.2 充水通道第27-29页
4 二_1 煤层底板灰岩富水性研究第29-45页
    4.1 矿区二_1 煤层底板灰岩岩溶裂隙发育规律第29-30页
        4.1.1 矿区底板灰岩岩溶裂隙发育特征第29页
        4.1.2 矿区底板灰岩岩溶裂隙发育规律第29-30页
    4.2 富水区带的划分方法第30页
    4.3 二_1 煤层底板灰岩富水区带划分第30-45页
        4.3.1 太原组上段灰岩富水区划分第30-36页
        4.3.2 太原组下段灰岩富水区划分第36-41页
        4.3.3 上寒武统和中奥陶统灰岩富水性研究第41-45页
5 开采二_1 煤层矿井突水机理分析第45-51页
    5.1 煤层底板突水机理第45-47页
        5.1.1 煤层底板应力状态第45页
        5.1.2 煤层底板岩层运动规律第45-46页
        5.1.3 煤层底板破坏深度第46页
        5.1.4 煤层底板承压水导升带第46-47页
    5.2 断裂突水机理分析第47-51页
        5.2.1 断层的富水导水作用第47页
        5.2.2 断层缩短了煤层与含水层之间的距离第47-48页
        5.2.3 断层突水的其他作用因素第48-51页
6 二_1 煤层底板突水危险性预测第51-71页
    6.1 二_1 煤层底板突水影响因素分析第51-53页
    6.2 底板突水系数及突水预测第53-66页
    6.3 二_1 煤层底板突水危险性分区第66-71页
7 断层突水危险性预测第71-87页
    7.1 断层力学性质分析第71-76页
        7.1.1 正断层形成时的动力学和运动学分析第71-74页
        7.1.2 正断层形成前后应力比较分析第74-76页
    7.2 断层富水导水性分析第76-83页
    7.3 断层突水危险性预测第83-87页
        7.3.1 对井田内断层突水危险性的总体认识第83页
        7.3.2 正断层作用下底板力学性质分析第83-85页
        7.3.3 以箕 F_(31)断层为例分析断层突水危险性第85-87页
8 结论第87-89页
参考文献第89-93页
作者简历第93-95页
学位论文数据集第95页
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