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(shù)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(guān)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