兴隆庄煤矿下组煤首采区开采水害防治技术研究-地质工程专业论文.docx

摘要随着浅层山西组的煤层的开采枯竭，矿井的深度不断延伸，开采强度不断增加，因 此下组煤的开采变的尤为重要。本文在分析兴隆庄煤矿下组煤首采区地质和水文地质条 件资料的基础上，对研究区主采煤层 16 上煤和 17 煤顶底板充水含水层和隔水层进行分 析，确定各含水层的富水性和隔水层的阻水性能。分析主采煤层顶底板破坏机理，通过 经验公式法和数值模拟法，对煤层顶板裂隙带高度和底板破坏深度进行了计算，得出本 研究区顶板裂隙带高度和底板破坏带深度的确切值。分析本区断层自然状态下含、导水 性，利用数值模拟分析煤层采动状态下的断层附近应力应变，并通过经验公式、采动矿 压法和数值模拟综合确定研究区内主要断层的防隔水煤柱留设宽度。利用“下三带”阻 水厚度法和突水系数法分别对 16 上煤和 17 煤开采奥灰突水危险性进行评价分区。在“下 三带”阻水厚度法中由于以往所用的阻水系数为其他地区的经验值，特引入“薄板”理 论计算公式来计算底板岩层阻水带厚度，使得计算数据更准确，分区更合理；由于两种 方法考虑突水因素的单一性，因此分区有一定的局限性，本研究运用了多因素分析法评 价奥灰突水危险性，并进行危险性分区。本论文集合了构造、含水层富水性、水压、底 板隔水层厚度、底板阻水带厚度和采动底板破坏深度六个影响突水危险性的因素，建立 突水指数评价公式；运用 17 煤数据分别确定各因素的数据，并建立各因素的专题图， 其中构造是运用构造分维值来表示，富水性用 1~3 来表示；再次运用 AHP 层次分析法的 方法确定公式中的参数，并对数据进行标准化处理；运用 Surfer 软件构建归一化的数据 的属性图，并利用公式对属性图进行复合；提取复合图中的数据，根据频率直方图和其 他方法的结果确定分区阈值；最终确定 17 煤奥灰突水危险性分区；为验证此公式的正 确性和合理性，与“下三带”阻水厚度法、突水系数法结果进行对比，确定公式合理； 为验证公式可以适用于整个矿区下组煤开采时奥灰水突水危险性评价，引入 16 上煤数据 进行验证，并得到肯定的结果。最后根据下组煤突水危险性评价提出水害防治方法与途 径。关键词：数值模拟；层次分析法；多因素分析；突水危险性分区ABSTRACTAs the mining of shallow coal seam of Shanxi formation in drying up, the depth of mine is constantly extending and the strength of mining is constantly increasing. Underneath group coal’s mining became particularly important. This paper was based on the analysis of geological and hydro-geological condition of xinglongzhuang coal mine’s first mining area, and analysed water filling aquifer and water-resisting layer of 16 upper and 17 coal seam that were the main mining coal seam in study area, and determine the rich aqueous r of the aquifer and the water resistance performance of water-resisting layer. The paper analysed the destruction mechanism of main mining coal seam’s roof and floor, and used empirical formula method and numerical simulation method in calculating the fracture height of roof and the destruction depth of floor, and obtained the exact values of the fracture height of roof and the destruction depth of floor.The paper analysed property of water-bearing and hydraulic conductivity of faults under natural conditions, and anyalysed the stress and