露天煤矿开采底板突水预测的研究——以鄂尔多斯某煤矿为例

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近些年来,由于煤炭资源的开采强度和开采深度不断加大,由井工开采到露天开采开采方式的转变,煤田水文地质条件及地质构造也变得更为复杂。在煤矿开采过程中,煤矿水害事故频发,其中由煤层底板突水造成的事故给国家和人民带来的灾害最为严重,这大大增加了煤炭开采的难度和成本。  本文以内蒙古鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘并镇某煤矿为研究对象,对矿田拟开采石炭系太原组16#煤层,受煤层底板奥灰承压水威胁的实际,运用岩石学、构造地质学、地下水动力学的方法和理论,通过对矿区地下水补给、径流与排泄条件,煤层底板岩溶裂隙发育程度、发育规律,隔水层隔水性能分析研究和计算,对底板突水危险性做出评价预测,并假设煤层底板突水的前提下,运用地下水动力学公式,计算煤层底板突水的涌水量,最后提出了预防煤层底板突水的技术对策,得出以下主要结论:  1本文对煤层底板突水机理进行分析,根据不同的突水时间、地点、水量、水源等因素,划分出煤层底板的突水类型,综合矿区地质条件,得出本煤矿最可能的突水类型:从与采动影响的关系角度分析,本矿属采动影响型底板突水;从底板突水的主导因素分析,本矿属正常底板突水型。  2煤层底板突水是由多种因素引起的复杂的地质及采动影响现象,结合煤矿的实际水文地质条件,归纳出影响煤层底板突水的主要因素为:①水源;②地质构造;③底板岩层岩性以及组合特征;④工作面开采空间及其开采方法;⑤地应力。  3用突水系数法和“下三带”法对矿田16#煤层底板的带压开采安全性进行了评价,两种方法的计算结果都得出,矿区西南部的承压区属于突水威胁区,有突水的可能性。  4根据地下水动力学理论,用稳定流法对突水涌水量进行预测,计算得出渗透系数为0.0114m/d时,预测涌水量为384 m3/h,为中等突水点;渗透系数为0.1043m/d时,预测涌水量为1441 m3/h,为大突水点。  5根据煤层开采时受底板奥灰突水危险性的评价结果,提出疏水降压、底板注浆改造、帷幕截流防治技术方法,为煤矿的安全开采提供一定的技术指导。
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