峰峰煤田万年矿带压开采研究
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＃煤深部、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。
煤炭资源;水文地质;底板力学模型;带压开采
石家庄经济学院
硕士
矿产普查与勘探
邵爱军
2008
中文
TD822
152
2012-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）