里彦矿煤层可分为上、中、下三组,下组煤层下方赋存巨厚奥陶系灰岩,随着矿井向深部开采,底板灰岩突水将是危及该矿井安全生产的一大隐患。为此,本文对里彦矿灰岩水对下组煤安全开采影响进行技术研究和安全评价。 承压水上采煤的关键问题是煤层底板能否有效地阻止底板高压水突出。底板突水与否取决于多方面的因素,其中最重要的是煤层底板条件。本文以“下三带理论”为指导,对里彦矿煤层特征及水文地质条件进行全面、详细、系统的调研和分析,搞清了矿井的主要含水层和隔水层情况,重点摸清了十下灰岩和奥陶系灰岩的赋存状况及含水层之间的水力联系以及断层构造情况及其导水性能,同时,调研了与里彦矿相毗邻的生产矿井的水文地质条件。采用世界先进水平的MTS815.03电液伺服岩石试验系统对17煤底板至奥陶系灰岩之间的各岩层进行岩石力学性质试验,得出了各岩层准确的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、C、φ值等力学参数。采用山东科技大学开发的DD—FEM有限元计算软件对里彦矿下组煤开采后底板应力分布情况进行计算,得出了煤层底板导水破坏带深度。论文采用防水安全煤岩柱厚度评价方法、突水系数评价方法以及经验类比法评价方法对里彦矿下组煤安全开采进行了评定。研究表明,奥灰承压水上采煤是安全的。即在正常底板情况下,底板岩层的隔水性能完全可以满足带压开采的要求。同时,论文也提出下组煤开采的安全技术措施及开采建议。 本文的研究成果将对里彦矿业有限公司矿井安全开采受灰岩水威胁的下组煤起到科学、合理的指导作用。