潘谢矿区深部煤层开采水文工程地质测试与条件分析

发布时间：2017-05-31 06:03

  本文关键词：潘谢矿区深部煤层开采水文工程地质测试与条件分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着对煤炭资源需求的增加,开采技术的完善、开采强度的加大,淮南煤田浅部煤炭资源日益减少,矿区将会相继进入深部开采阶段。通过对淮南煤田潘谢矿区深部资源勘查资料整理、分析,阐述深部煤层的赋存条件及岩性组合特性；采用MTS试验机结合声发射方法对主要煤层的顶底板岩石强度等力学参数进行测试,同时监测高应力条件下岩石破坏过程。测试结果对揭示深部煤层开采,高地应力条件对围岩的影响,分析围岩稳定性特征具有重要的作用。运用FLAC3D数值模拟方法对深部煤层(目标层底板埋深1260m)底板采动效应进行分析,并与浅部煤层(对比层底板埋深600m)开采情况进行对比,研究高地应力条件下煤层底板破坏特征的差异性。评价潘谢矿区深部煤炭开采工程地质条件。采取钻孔岩芯测试高地应力条件下临界破裂压力,计算隔水岩层阻水系数,通过全应力-应变渗透性测试,模拟煤层底板隔水岩层在高地应力条件下发生应变的全过程,以及在应变过程中渗透系数的变化特征。测试结果反映深部开采条件下煤层底板隔水岩层阻隔水性能。通过对潘谢矿区深部含煤岩层水文工程地质测试与条件分析的研究,为后期深部煤层开采突水因素分析和水害防治提供必要的水文地质及工程地质参数依据。
【关键词】：深部煤层 阻水性能 渗透系数 底板突水
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641.461;TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-23
• 1.1 研究目的与意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 深部煤层开采现状14-15
• 1.2.2 水文工程地质条件研究方法及研究现状15-16
• 1.2.3 底板采动破坏研究现状16-17
• 1.2.4 煤层底板突水机理研究现状17-19
• 1.2.5 煤层开采防治水研究现状19-20
• 1.3 主要研究内容20
• 1.4 研究方法和技术路线20-23
• 1.4.1 研究方法20-21
• 1.4.2 技术路线21-23
• 2 研究区概况23-33
• 2.1 研究区的矿区概况23-24
• 2.1.1 研究区的位置及交通23-24
• 2.2 研究区地质条件24-33
• 2.2.1 区域地质条件24-25
• 2.2.2 研究区地质条件25-33
• 3 矿区水文地质条件33-43
• 3.1 矿区含、隔水层特征33-39
• 3.1.1 主要含、隔水层33-34
• 3.1.2 含水层间水力联系34-35
• 3.1.3 深部煤层开采充水条件35-39
• 3.2 深部灰岩富水性特征39-41
• 3.2.1 太原组灰岩富水性特征39-41
• 3.2.2 奥陶系、寒武系灰岩富水性特征41
• 3.3 地下水的补、径、排特征41-43
• 4 深部煤层开采工程地质条件研究43-59
• 4.1 煤层顶底板工程地质条件43-44
• 4.1.1 A组底板隔水岩层岩性特征43-44
• 4.2 煤层顶底板岩石工程地质测试44-47
• 4.2.1 物理力学参数测试44-47
• 4.3 高地应力下三轴试验47-54
• 4.3.1 试验装置47
• 4.3.2 试验样品与加载方式47-49
• 4.3.3 声发射特性49-51
• 4.3.4 破坏机制分析51-52
• 4.3.5 潘谢矿区煤层底板岩石常规三轴压缩试验52-54
• 4.4 深部A组煤开采顶板破坏规律数值模拟54-59
• 4.4.1 FLAC3D软件简介54-55
• 4.4.2 模型建立55-56
• 4.4.3 底板采动变形破坏过程分析56-59
• 5 深部A组煤开采突水危险性评价关键因素研究59-81
• 5.1 深部岩体岩层阻水性能研究59
• 5.2 煤层开采底板突水分析59-61
• 5.2.1 阻隔水层影响因素分析59-61
• 5.3 全应力应变渗透性测试61-72
• 5.3.1 试验条件61-62
• 5.3.2 渗透特性研究概述62-63
• 5.3.3 渗透试验方法63-64
• 5.3.4 低围压底板岩体全应力应变渗透试验64-65
• 5.3.5 高围压底板岩体全应力应变渗透试验65-72
• 5.4 临界破裂压力试验研究72-77
• 5.4.1 水力压裂测试目的及意义72
• 5.4.2 水力压裂测试研究方法72-73
• 5.4.3 深部岩体临界破裂压力测试73-75
• 5.4.4 测试结果及分析75-77
• 5.5 A组煤底板阻水能力评价77-80
• 5.5.1 阻水能力评价原理与公式77-78
• 5.5.2 A组煤底板阻水系数公式计算78-80
• 5.6 本章小结80-81
• 6 结论81-83
• 6.1 主要结论81
• 6.2 深部开采防治水建议81-83
• 参考文献83-89
• 致谢89-91
• 作者简介及读研期间主要科研成果91

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