【摘 要】
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新疆伊犁一矿位于天山山脉的山前冲洪积扇覆盖区,该矿主采的3、5#煤层在冲洪积含水层下开采过程中受顶板基岩薄、采厚大、间距近等条件影响,具有较大的顶板突水、突泥溃砂灾害威胁。论文以伊犁一矿为例,采用现场勘探、模拟试验、数理统计与理论分析等手段,重点对伊犁矿区煤层顶板水文地质结构及参数特征、近距离特厚煤层重复采动覆岩破坏规律以及近距离特厚煤层安全开采上限进行了系统研究。论文取得的主要研究成果如下:（1
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“煤矿区场地地下水污染防控材料与技术”（项目编号:2019YFC1805400）；
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新疆伊犁一矿位于天山山脉的山前冲洪积扇覆盖区,该矿主采的3、5#煤层在冲洪积含水层下开采过程中受顶板基岩薄、采厚大、间距近等条件影响,具有较大的顶板突水、突泥溃砂灾害威胁。论文以伊犁一矿为例,采用现场勘探、模拟试验、数理统计与理论分析等手段,重点对伊犁矿区煤层顶板水文地质结构及参数特征、近距离特厚煤层重复采动覆岩破坏规律以及近距离特厚煤层安全开采上限进行了系统研究。论文取得的主要研究成果如下:（1）研究揭示了伊犁矿区天山山前冲洪积含水层下侏罗系含煤地层的水文地质结构及参数特征:通过统计分析井田范围内132个已有勘探、专门水文地质补勘钻孔资料及11次抽水试验资料,阐明了伊犁矿区天山山前冲洪积含水层的结构特征与富水规律,获得了研究区冲洪积含水层对煤层开采过程中突水危险较小的基本结论,确定其水体采动等级为Ⅱ级,即可留设防砂煤（岩）柱预防顶板突泥溃砂灾害;综合研究揭示了主采的3、5#煤层顶板主要煤（岩）层埋深、厚度等赋存特征,获取了3、5#煤层的间距、顶板主要含隔水层的结构以及顶板主要充水含水层的富水特征。（2）综合研究并阐明了研究区近距离特厚煤层重复开采下的覆岩破坏规律:采用FLAC3D数值模拟和相似材料模拟等手段,构建了研究区近距离特厚煤层重复开采条件下的几何模型与地质模型,模拟研究并获取了典型工作面不同推进阶段下的顶板破坏过程与规律;结合本矿、邻近矿区以及其它相似条件下“两带”发育高度的现场实测结果,综合研究并确定了研究区计算顶板垮落带高度的新公式:Hk=3.62M-4.41（M为开采厚度,适用于西部侏罗系煤层采厚3～18m范围）。（3）综合分析并确定了伊犁一矿近距离特厚煤层的安全开采上限、范围及可采厚度:确定了影响近距离特厚煤层重复开采的关键地质及水文地质参数,评价并划分了“5煤单一煤层开采”、“3煤单一煤层开采”以及“5煤全煤厚+3煤限厚开采”等不同方案下的顶板突泥溃砂危险区;在此基础上,综合研究并确定了“5煤单一煤层从采厚4m增加至18m”、“3煤单一煤层从采厚4m增加至12m”以及“5煤18m全厚开采+3煤采厚4m增加至12m”等不同开采方案的安全开采上限、范围及可采厚度,并绘制了相关专题图件26幅。论文的研究成果基本阐明了影响伊犁一矿天山山前冲洪积含水层下近距离特厚煤层安全开采上限的关键因素,可为该矿及类似条件矿区安全开采上限的确定及开采方案设计提供理论与实践指导。本论文有图70幅,表23个,参考文献95篇。
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