華北隱伏型煤田松散承壓含水層下開采頂板突水預測與防治技術研究.pdf

1、我國華北型煤田內(nèi)煤系地層普遍被厚松散層所覆蓋，松散層底部存在一層以非膠結(jié)砂土與砂礫等為骨架的承壓含水層。隨著煤礦開采規(guī)模的擴大和開采上限的提高，松散承壓含水層下煤層頂板突水事故屢有發(fā)生，造成了嚴重的地質(zhì)危害并妨害了煤礦正常的安全生產(chǎn)。
　　本文以位于淮北煤田的祁東煤礦南部采區(qū)為主要研究區(qū)。首先，在充分收集和處理研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)及水文地質(zhì)等資料的基礎上，分析了研究區(qū)內(nèi)松散層底部含水層（“四含”）、“底粘”、基巖及斷層等方面的分布規(guī)律。其

2、次，分別利用Fisher判別分析法與GIS-AHP多元信息融合法預測了研究區(qū)松散承壓含水層下61、82及9煤層開采頂板突水危險區(qū)，并將兩種方法得到的預測結(jié)果進行對比分析。最后，基于離散元軟件UDEC對研究區(qū)61煤層工作面開采進行流固耦合模擬，判識突水隱患，并結(jié)合《“三下采煤”規(guī)程》確定了研究區(qū)松散承壓含水層下61煤層開采斜向（近四含）與水平向（近魏廟斷層）的防水煤巖柱留設。
　　得出的主要結(jié)論為:通過Fisher判別法與GIS-A

3、HP多元信息融合法預測的頂板突水區(qū)分布范圍大小雖不相同，但分布位置較為類似，同時具有3種依次排列的不同突水危險類型。由UDEC流固耦合模擬結(jié)果可知，在煤層開采過程中，覆巖以發(fā)育離層裂隙為主，垂向裂隙為輔。離層裂隙與垂向裂隙相互溝通，水壓與滲流速率增大是識別導水通道形成的關鍵因素。結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果與規(guī)程計算，確定了祁東煤礦南部采區(qū)四含下61煤層開采斜向防水煤巖柱垂高90 m，開采上限標高為-509.36 m;水平向的斷層防水煤巖柱寬度為3