巨厚砾岩顶板突水机理及防治技术研究
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摘要
华丰井田第三系巨厚砾岩含水层对山西组4煤安全开采的威胁程度随开采深度的增加而日益严重。论文在充分了解国内外顶板水害防治理论和技术的基础上，分析了华丰井田地质及水文地质特征，并根据钻孔及井下资料，总结了项板砂岩、砾岩分布规律。应用瞬变电磁物探手段，查明了大深度巨厚砾岩的分布规律及富水特征。以实用矿山压力控制理论为指导，结合相似材料模拟实验、计算机数值分析，研究了巨厚砾岩和煤系地层双层结构条件下煤层开采上覆岩层运动特征，揭示了导水裂隙带发育特征及斑裂纹形成、演化过程，深入研究了导水裂隙带高度的计算方法，在分析影响砾岩突水因素的基础上，着重探讨了导水裂隙带和斑裂纹对砾岩水突出的影响机制。结合1409工作面顶板涌突水实例，建立了工作面下平巷涌突水力学模型。根据研究成果，结合现场实际，提出了巨厚砾岩水害防治措施。
With the increase of the depth of excavating, the giant thick conglomerate aquifer of Tertiary system threatens evidently mining the fourth coal seam, which is in Shanxi group in Huafeng coal mine. Characteristics of geology and hydrologic geology are analyzed on the base of fully knowing the control theory and technology of water-inrush from roof in the world. The distributive characteristic and law of the sandstone and conglomerate is summarized according to the data of drills and mining coal. The distributive law and water-bearing characteristic of the giant thick conglomerate in the deep area is found with applying the geophysical exploration of instant change electromagnetism system. Based on the underground pressure theory, similar material test and computer numerical simulation, the over strata moving characteristic under the condition of the giant thick conglomerate and coal measures strata is studied, and the development characteristic of water flowing fractured zone and streak crack line evolution is revealed. The method calculating water flowing fractured zone is deeply studied. The relationship between water inrush from roof conglomerate aquifer and water flowing fractured zone and streak crack is studied on the base of analysis affecting the water-inrush from roof. The mechanical model of water-inrush from workface lower level alley is established with the example of water-inrush on workface 1409. Technology controlling roof water-inrush from giant conglomerate is discussed.
With the increase of the depth of excavating, the giant thick conglomerate aquifer of Tertiary system threatens evidently mining the fourth coal seam, which is in Shanxi group in Huafeng coal mine. Characteristics of geology and hydrologic geology are analyzed on the base of fully knowing the control theory and technology of water-inrush from roof in the world. The distributive characteristic and law of the sandstone and conglomerate is summarized according to the data of drills and mining coal. The distributive law and water-bearing characteristic of the giant thick conglomerate in the deep area is found with applying the geophysical exploration of instant change electromagnetism system. Based on the underground pressure theory, similar material test and computer numerical simulation, the over strata moving characteristic under the condition of the giant thick conglomerate and coal measures strata is studied, and the development characteristic of water flowing fractured zone and streak crack line evolution is revealed. The method calculating water flowing fractured zone is deeply studied. The relationship between water inrush from roof conglomerate aquifer and water flowing fractured zone and streak crack is studied on the base of analysis affecting the water-inrush from roof. The mechanical model of water-inrush from workface lower level alley is established with the example of water-inrush on workface 1409. Technology controlling roof water-inrush from giant conglomerate is discussed.
引文
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