青東煤礦104采區(qū)10煤層底板灰?guī)r含水層發(fā)育,底版隔水層厚度分布不均,在灰?guī)r水壓力和采動(dòng)破壞的共同作用下極易產(chǎn)生突水事故。本文針對(duì)104采區(qū)10煤層底板及灰?guī)r特征進(jìn)行研究。 首先分析了礦井及104采區(qū)底板灰?guī)r的地質(zhì)和水文地質(zhì)特征,結(jié)果表明：對(duì)煤層開采產(chǎn)生主要影響的太原組1-4灰含水層處于相對(duì)的封閉水文地質(zhì)單元,徑流弱,富水性中等-強(qiáng)；通過對(duì)采區(qū)地質(zhì)、水文地質(zhì)以及巖溶陷落柱形成環(huán)境的研究,得出采區(qū)不具備形成較大巖溶陷落柱的地質(zhì)條件。其次運(yùn)用灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和有限元數(shù)值模擬預(yù)測(cè)了采動(dòng)影響下底板破壞深度,兩種預(yù)測(cè)結(jié)果相近,平均值為14.65m；運(yùn)用分形理論對(duì)104采區(qū)10煤隔水底板進(jìn)行完整性分析,并對(duì)其進(jìn)行巖層組合分析；結(jié)合104采區(qū)底板隔水層厚度、巖性情況,得出其隔水性能較好的結(jié)論。利用數(shù)值模擬得10煤層采動(dòng)時(shí)斷層位置滲流場(chǎng)變化情況,表明采區(qū)斷層富水性弱,但仍存在受斷層切割使10煤層與太灰對(duì)接,導(dǎo)致發(fā)生突水的可能；通過突水系數(shù)理論計(jì)算結(jié)果分析,結(jié)果表明采區(qū)的灰?guī)r含水層水壓高、底板隔水層薄,處于承壓水上“超限開采”狀態(tài),存在灰?guī)r突水的可能性。最后,采用了“穩(wěn)定流”和“非穩(wěn)定流”公式對(duì)采區(qū)的涌...

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 課題研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 存在的問題
    1.3 課題研究?jī)?nèi)容和方法
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究方法
    1.4 論文時(shí)間安排和工作量
        1.4.1 時(shí)間安排
        1.4.2 主要完成工作量
2 礦井地質(zhì)和水文地質(zhì)
    2.1 礦井及104采區(qū)位置
    2.2 地層特征
        2.2.1 地層
        2.2.2 煤層
    2.3 礦井和采區(qū)構(gòu)造
        2.3.1 礦井構(gòu)造
        2.3.2 采區(qū)構(gòu)造
    2.4 采區(qū)水文地質(zhì)特征
        2.4.1 地表水
        2.4.2 新生界松散層含、隔水層
        2.4.3 二疊系主采煤層間含、隔水層
        2.4.4 碳酸鹽巖類巖溶裂隙含、隔水層
    2.5 斷層及巖溶富水性
    2.6 各含水層補(bǔ)給、徑流、排泄條件及其水力聯(lián)系
3 底板灰?guī)r水文地質(zhì)特征分析
    3.1 太灰含水層內(nèi)部結(jié)構(gòu)及巖溶發(fā)育情況
        3.1.1 太原組一灰頂標(biāo)高
        3.1.2 1～4灰含水層巖性分析
        3.1.3 1～4灰?guī)r溶發(fā)育情況分析
        3.1.4 陷落柱發(fā)育情況
    3.2 太灰水水化學(xué)特征
        3.2.1 水質(zhì)分析
        3.2.2 水源判別
    3.3 灰?guī)r水文地質(zhì)條件及富水性分析
        3.3.1 抽放水試驗(yàn)成果分析
        3.3.2 水文地質(zhì)成果總結(jié)
4 104采區(qū)10煤層底板破壞規(guī)律
    4.1 灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)底板破壞深度
        4.1.1 煤層底板破壞深度影響因素分析
        4.1.2 灰色BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)算模型基本原理
        4.1.3 預(yù)測(cè)樣本的選取
        4.1.4 網(wǎng)絡(luò)的建立、訓(xùn)練及檢驗(yàn)
    4.2 數(shù)值模擬預(yù)測(cè)底板破壞深度
        4.2.1 FLAC^3D簡(jiǎn)介
        4.2.2 模型的建立
        4.2.3 模擬結(jié)果分析
    4.3 底板破壞深度確定
5 采區(qū)充水因素分析
    5.1 底板裂隙突水
        5.1.1 10煤層隔水底板厚度變化特征
        5.1.2 10煤層隔水底板巖性組合特征
        5.1.3 底板隔水層段物理力學(xué)性質(zhì)
        5.1.4 10煤層底板隔水層巖體結(jié)構(gòu)類型劃分
        5.1.5 10煤層底板裂隙突水預(yù)測(cè)
    5.2 斷層導(dǎo)含水性分析
        5.2.1 實(shí)際揭露
        5.2.2 斷層導(dǎo)水性數(shù)值模擬
    5.3 104采區(qū)太灰水量預(yù)測(cè)
        5.3.1 計(jì)算公式
        5.3.2 預(yù)測(cè)突水量
        5.3.3 預(yù)測(cè)結(jié)果
6 104采區(qū)10煤層底板突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)
    6.1 灰色模糊綜合評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)介
    6.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)及統(tǒng)計(jì)分析
        6.2.1 巖溶裂隙發(fā)育
        6.2.2 斷裂構(gòu)造
        6.2.3 隔水底板厚度
        6.2.4 含水層厚度
    6.3 底板突水危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)價(jià)
        6.3.1 權(quán)重的計(jì)算
        6.3.2 因素集的確定
        6.3.3 評(píng)語集的確定
        6.3.4 白化權(quán)函數(shù)的確定
        6.3.5 灰色模糊運(yùn)算
    6.4 底板突水危險(xiǎn)性等級(jí)分區(qū)
7 結(jié)論
    7.1 結(jié)論
    7.2 存在的不足
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果



本文編號(hào)：3984530