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我国水体下压煤量巨大,很多矿区存在着水体下采煤的问题,各矿区煤炭资源开采受不同水体威胁的程度也不相同,其中在煤炭储量丰富的蒙东地区就普遍存在着如何在煤系砂岩含水层群下安全采煤的问题。在蒙东地区,煤系地层的砂岩含水层常以多层的形式赋存于煤层上方,对煤层的开采形成不同程度的威胁,其特点是,砂岩的固结程度较差,当含水层处于饱水状态时,含水砂岩中的泥砂具有一定的流动性,该含水岩层的产状往往与煤层一致或相近,这样的砂岩处于煤层顶板位置时,有时会出现水砂溃决现象,从而对井下安全构成严重威胁。 本文主要针对蒙东地区煤系多层半固结砂岩含水层下压煤情况进行调查分析,对白垩系半固结砂岩含水层群下顶疏结合开采技术方法及其关键技术进行研究,重点对蒙东地区“三软”地层覆岩破坏高度、防止矿井及采煤工作面涌水量超限的临界水位等内容进行研究,最终完成顶疏结合开采技术方法在蒙东矿区半固结砂岩含水层群下采煤的应用研究。 论文采用回归分析法与类比法相结合的方式,综合预计了蒙东地区“三软”地层的覆岩破坏高度,为顶疏结合开采技术方案的制定提供了科学依据。采用三维地下水流和溶质运移模拟软件Visual MODFLOW对敏东一矿III含的疏降过程进行了模拟,通过模型的识别、验证、运行、结果分析,得出了矿井涌水量与含水层水位之间的变化关系,预计了定水位疏降条件下矿井涌水量的大小,初步确定了对于本矿来说确保采煤工作面涌水量不超限的安全水位值,为矿井安全合理的进行疏水采煤提供了重要的科学依据,并对类似条件矿井半固结砂岩含水层群下疏水开采实践有一定的参考性与实用性。