论文摘要
我国煤矿受奥陶系灰岩高承压水的危害严重,仅华北地区就有40%的煤炭资源受其危害不能正常开采。为了既安全开采煤炭资源,又保护岩溶水资源,开展带压开采的研究具有重要的理论与现实意义。结合万年矿水文地质条件,本文主要开展了以下工作:（1）运用水文地球化学方法分析了含水层中主要离子的化学组分背景值,根据水化学背景值,对万年矿-240m水平北副巷突水水源进行了分析。（2）运用断裂力学及弹塑性力学理论建立了底板力学模型,推导了采动下底板最大破坏深度及突水极限压力公式。万年矿底板最大破坏深度为2.2～20.2m,底板突水极限压力正常开采时为0.95～53.1MPa,遇断层时为0.95～17.3MPa。（3）提出了底板突水判别的新方法—极限突水系数法。实际计算表明:正常开采2#、4#、6#、7#煤不会发生奥灰突水,8#、9#煤将发生奥灰突水:遇断层时,2#煤全部、4#煤及6#煤浅部不会发生奥灰突水,4#、6#某深部、7#、8#及9#煤将发生奥灰突水。（4）根据万年矿140个钻孔资料,分别采用突水系数法、“下三带”理论法和极限突水系数法,对2#、4#、6#、9#煤底板突水进行了预测与分区,预测结果为:西南部为安全区,中部为危险区,东北部为高危区。其中极限突水系数法考虑的因素多,预测结果更符合实际。（5）针对万年矿受水威胁最严重的9#煤,采用极限突水系数法确定了带压开采临界水压值,通过水均衡原理计算,若适当带压开采可有效保护地下水资源量470.8万m3～828万m3。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题的提出1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状1.2.2 国内研究现状1.3 本文的研究内容及方法1.3.1 研究内容1.3.2 研究方法、目标及技术路线1.3.3 本文创新点第二章 万年矿地质与水文地质条件2.1 自然地理与矿井生产概况2.1.1 自然地理概况2.1.2 矿井生产概况2.2 地质概况2.2.1 地层2.2.2 含煤地层2.2.3 构造2.2.4 岩浆岩2.3 水文地质条件2.3.1 边界条件2.3.2 含水层与隔水层2.3.3 地下水补、径、排条件2.3.4 奥陶系灰岩岩溶地下水动态2.3.5 矿井涌水与突水概况2.4 水化学特征2.4.1 水化学组分的构成2.4.2 水化学组分背景值2.4.3 主要离子水化学成分形成机理2.4.4 水化学方法分析水文地质条件2.4.5 突水实例分析第三章 万年矿带压开采理论分析与计算3.1 带压开采影响因素分析3.2 采动矿压对煤层底板岩石的破坏作用3.2.1 采场周围岩体应力与破坏区计算3.2.2 底板岩体破坏深度计算3.3 水对煤层底板岩石的破坏作用3.3.1 水压对隔水层的破坏作用3.3.2 水流沿煤层底板的水头损失计算3.4 底板突水极限压力计算3.4.1 正常开采底板突水极限压力计算3.4.2 遇断层时底板突水极限压力计算第四章 万年矿带压开采底板突水预测4.1 突水系数法4.2 “下三带”理论计算法4.3 极限突水系数法4.3.1 分水平突水预测4.3.2 底板突水分区4.4 疏水降压矿坑排水量预测4.5 带压开采地下水资源保护量计算4.6 小结第五章 万年矿带压开采措施与建议5.1 带压开采疏水降压措施5.2 带压开采工作面斜长的确定5.3 防水安全煤岩柱的设计5.4 注浆加固底板5.5 选择合理的开采方法与工艺结论参考文献附录致谢作者简介攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
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