【摘 要】
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桃园煤矿在开采二叠系深部10煤层时,受灰岩岩溶含水层的威胁,易发生突水事故。据资料统计,桃园煤矿矿井开采期间10煤底板太灰突水17次,涌水量大于100m3/h有5次,对矿井安全生产有较大影响。为确保桃园煤矿深部煤层的安全开采,需要对煤底板灰岩含水层的富水性特征以及煤底板突水危险性进行研究,并得出以下结论。(1)通过太原组灰岩含水层厚度、岩溶发育情况、水动力特征、水化学特征以及抽水试验成果等,对桃园
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桃园煤矿在开采二叠系深部10煤层时,受灰岩岩溶含水层的威胁,易发生突水事故。据资料统计,桃园煤矿矿井开采期间10煤底板太灰突水17次,涌水量大于100m3/h有5次,对矿井安全生产有较大影响。为确保桃园煤矿深部煤层的安全开采,需要对煤底板灰岩含水层的富水性特征以及煤底板突水危险性进行研究,并得出以下结论。(1)通过太原组灰岩含水层厚度、岩溶发育情况、水动力特征、水化学特征以及抽水试验成果等,对桃园煤矿上段1-4灰岩水文地质条件和富水性特征进行分析。得出太原组灰岩上段1-4灰岩溶发育不均,多为裂隙发育,随着岩溶埋藏深度增加,岩溶发育变差,且北部岩溶发育程度高于南部。井田范围内,奥灰水对太灰具有一定的补给作用。1-4灰含水层为弱至强富水性,分布不均。(2)根据底板岩性组合特征特征与断裂构造分维对10煤底板的隔水能力进行分析,得出桃园煤矿隔水底板普遍为砂泥互层,隔水条件较好,构造发育强的地区主要分布在矿井南三采区以及北部F2断层附近。并通过FLAC3D数值模拟软件对10煤底板采动破坏进行模拟得到底板破坏深度值,参考物探资料,得出底板采动最大破坏深度为13.73m,桃园煤矿10煤底板有效隔水层平均厚度为47.77m,整体上看,矿井南部隔水层厚度大于矿井北部。(3)根据突水系数法计算出桃园煤矿各钻孔突水系数值,由突水系数等值线图可知,桃园煤矿由西至东部突水系数值越来越大,大部分区域的突水系数值均大于0.06。通过模糊评价的方法,对矿井10煤底板突水危险进行综合评价与分区,将桃园煤矿突水危险性分为相对安全区、较危险区、危险区、极危险区。结果表明极危险区主要分布在煤矿北部以及南三采区附近,而中部地区由西至东危险性等级从相对安全区逐渐变为危险区再至极危险区。通过对桃园煤矿灰岩富水性特征分析以及突水危险性进行评价分区,为10煤开采过程中采取相对应防治措施提供了依据。图[27]表[25]参[76]
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