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开采覆岩破坏工程地质预测的理论与实践 总被引：11，自引：1，他引：11
煤层开采造成的覆岩破坏范围和高度是水体下采煤留设防水煤岩柱和老采空区基岩稳定性评价的重要依据，本文以岩体工程地质力学为理论依据，对覆岩破坏机理和判据等进行了研究，详细分析了覆岩工程地质类型及其组合、岩体结构特征、地层倾角、地质构造、地应力、地下水及开采条件对覆岩破坏高度及发育规律的影响。文中提出了覆岩破坏预测的工程地质学方法，并给出了应用实例。 相似文献
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《中国煤炭地质》2017,(10)
山区煤矿地质构造复杂,采煤导致矿区地表变形形式与平原地区有很大差异。以贵州水城煤矿为例,依照其工程地质条件及开采方式,选取贯穿矿界的3条地质勘探剖面,利用FLAC3D有限差分软件对开采过程进行数值模拟,预测采煤引起上覆岩破坏机理和地表破坏形态。研究结果表明:前期阶段上覆岩层破坏和地表下沉最为明显,随着采区向深层延伸,地形起伏增大,倾斜的覆岩组合特征和岩性发生改变,地表不会形成类似平原地区的沉陷盆地和沉陷漏斗,而是产生大量裂缝;上覆岩层破坏表现为出现贯通的拉张裂隙带,尤其在沟谷等应力集中区域更为明显,将会改变矿区原有水文地质条件,不排除局部地表水出现疏干的状况。最后结合上覆岩层变形量及破坏机理,对采区可能引发的地质环境灾害进行了预测。研究成果对山区煤矿土地复垦和矿山地质环境评价提供了参考。 相似文献
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通过对彬长矿区其地质条件、水文地质条件、覆岩结构类型的分析、以及综放开采覆岩破坏导水裂隙带高度的预计,确定了洛河砂砾岩含水层下防水煤岩柱留设的原则,通过对保护水资源重要性与采煤条件的分析,指出了在洛河砂砾岩含水层下采煤是目前彬长矿区在理论上和技术上亟待解决的突出难题之一。 相似文献
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从构造、煤系及其盖层水文地质特征与湖水关系上,综合分析了微山湖区水文地质条件的南北差异,并论述了开采引起的覆岩破坏特征和对湖下采煤的影响。应用模糊数学方法,对湖区进行了安全开采的评价,指出了应注意的问题。 相似文献
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水帘洞煤矿地表水系发育,煤系地层上覆的白垩系洛河组和宜君组巨厚层状砂砾岩含水层,含水丰富,对矿井的安全开采构成了威胁。在详细分析矿区顶板含水层特征、隔水层岩性组合特征及隔水性能基础上,采用比拟法计算了综放条件下顶板导水裂隙带发育高度,并用数值法研究了不同采宽条件下顶板导水裂缝带发育规律,预计了工作面涌水量,为评价煤矿综放条件下工作面安全回采可行性提供了科学的依据。 相似文献
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为确保水库下特厚煤层综放开采安全,合理留设防水安全煤岩柱,大平煤矿采用钻孔冲洗液耗失量法对覆岩破坏进行了观测研究。经对7个工作面测站12个覆岩破坏观测钻孔实测资料分析研究得出:煤层采出厚度7.54～15.17m,工作面推过36～40d,滞后工作面距离110～120m时覆岩破坏发育最充分。实测导水裂缝带高度为采高的15.31～19.97倍,明显大于类似软弱覆岩地层条件普通长壁全陷法开采覆岩破坏导水裂缝带发育高度。导水裂缝带上方,明显有集中发育的离层破碎带存在,实测离层破碎带高度为181.58～390.75m,是采高的24.22～36.00倍。 相似文献
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水资源已成为人类社会及经济发展的重要制约因素，国内外都在积极探索不同气候、不同地质条件下水资源的合理开发利用。受地下岩溶发育及气候影响，岩溶地区的地表及地下水资源在时间、空间上分布极不均匀，旱涝并存，通常以单一拦蓄地表水或直接抽取地下水来应对，存在较大局限性。文章在总结分析前人的研究成果上，结合弄岩水库，利用水文系列资料进行相关分析，找出地表水与地下水之间的变量关系及相应可开采水资源量；查明地下岩溶蓄水条件，在岩溶通道设置地下拦蓄工程，实现地表水与地下水联合开发，并利用地表及与地下岩溶水库的调蓄功能均衡供水，有效解决旱涝问题，水资源得以最大化合理利用。 相似文献
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《水文地质工程地质》2015,(5)
桃山水库是七台河市三区一县城区的唯一供水水源,近年来降水量普遍偏小,桃山水库蓄水水位、蓄水量持续下降。为保证城市居民生活生产用水安全,在桃山水库上游倭肯河河谷发现一处地下水类型为白垩系砂岩裂隙水的大型水源地。为确保该水源地满足可持续开发利用和极端干旱年份的应急供水需求,本文建立了地下水流数值模拟模型,进行地下水系统的整体模拟。根据模拟结果,从该地区地下水的长期可持续利用要求出发,该区日开采量以不超过5.2×104m3为宜。在该开采条件下,地下水位的下降深度较小,对水库周边环境不会造成不良影响;从应急开采的角度考虑,由于桃山水库的存在,地下水与地表水水力联系密切,具有较强的应急能力,在极端干旱年份应急开采维持1年的合理开采量为18.2×104m3/d。根据建立的地下水流数值模拟模型:不仅提供合理的地下水可开采资源量,而且对地下水位的变化情况进行预测预报,实现地下水资源合理开发利用与生态环境的可持续发展。建立七台河市特大应急水源地地下水流数值模型,对进行地下水资源及其环境问题综合评价,十分必要和迫切,具有重要的理论意义和实用价值。 相似文献
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赵树岭滑坡是三峡库区大型滑坡之一,其稳定性直接关系着巴东新县城沿江大道的安全和新县城土地的规划利用.在分析赵树岭滑坡基本特征的基础上,运用水-岩耦合三维有限元数值模拟对不同库水位变动状态下的地下水水位变化和滑坡稳定性进行了分析,预测了三峡水库蓄水后滑坡稳定性的发展趋势和地下水渗流特征.模拟结果表明,水库蓄水及水位波动是影响滑坡稳定性的最主要因素,蓄水后滑坡稳定性明显恶化,必须加以治理;水-岩耦合有限元法可以较好地考虑岩土体多相系统内应力场和渗流场的互相影响,能够阐明库水位变动对地下水带来的改变及其与滑坡稳定性的关系,可用于分析、评价受地表水和地下水影响明显的大型滑坡的稳定性. 相似文献
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打通一煤矿西区开采对地表影响程度研究 总被引：1，自引：0，他引：1
从分析矿井西区的地形地貌、地质构造、地层、水文地质条件和开采技术条件入手,对W2701工作面开采后的地表裂缝、地表水体和地面塌陷进行了调查,推算煤层开采后的冒落带和裂隙带的高度分别为40．90m和140．22m,而该区煤层埋深为450-600m,说明在正常开采下,不会对地表产生影响。但随着开采强度的增大,煤系地层上覆岩层中一些未探明隐伏裂隙的存在,可能会间接影响到地表。据此提出了设立岩移观测站、建立预警系统、留设安全煤柱等预防措施。 相似文献
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勘探阶段如何定量评价在厚度较大的新生界下采煤时,如何确定留设安全煤柱的水文工程地质条件,目前尚无完善的方法。以新郑矿区煤田地质勘探获取的水文地质及工程地质资料为例,选取新生界底部含水层、隔水层、风化带、煤层上覆岩组的水文地质及工程地质特征及区域地应力状态五个指标,采用模糊综合评判方法,对矿区留设安全煤柱的水文地质及工程地质条件进行综合评价。评价结果表明:研究区安全煤柱留设条件的优良级得分为48分,中等级得分为33分,较差级得分为19分,表明该矿二1煤层留设安全煤柱的水文地质及工程条件较好。研究结果可为矿区留设安全煤柱提供参考。 相似文献
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陕北榆神矿区煤层开采面临顶板水害防治与水资源协同保护技术需求,根据材料力学、断裂力学相关理论,以及不同覆岩类型的采动裂隙带统计成果,提出基于预裂–注浆改性(P-G)的煤层顶板失水控制技术思路,其基本原理为通过压裂工艺将连续性好的基岩层压裂成非连续性岩层,削弱采动导水裂隙在坚硬岩层中向上扩展的“尖端效应”,抑制导水裂隙发育高度。再采用黏土类软弱注浆材料将岩层改性为相对软弱的岩层,起到抑制导水裂隙带向上发育与降低上覆岩层导水能力的双重作用,从而实现煤层顶板含水层失水控制。本文以陕北能源基地榆神矿区为对象,提出以采煤工作面地质与水文地质条件分析,采煤工作面顶板含水层涌(失)水模式识别,P-G模式、层位与时间确定,顶板岩层水平孔水力压裂与注浆改性为主要思路,对榆神矿区采煤工作面顶板含水层失水控制方法进行了探讨,为我国陕北能源基地榆神矿区顶板水害防治和水资源协同保护技术实践提供一定的借鉴。 相似文献
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采用相似模型试验和数值模拟相结合的方式,分析了奥陶系石灰岩推覆体含水层下煤层开采的覆岩破坏及地表沉陷 特征。经验公式计算,相似模型试验和数值模拟的对比分析表明：该特殊地质条件下,不考虑渗流场影响时,垮落带高度 为采厚的2.2~4.5倍,导水裂隙带高度为采厚的14.0~19.1倍;渗流场的存在使导水裂隙带及垮落带高度增加,此时垮采比为 4.8,裂采比为20.6。因此,从偏安全的角度考虑,煤层的实际开采过程应考虑渗流场的影响,以渗流场-应力场耦合作用 下的导水裂隙带高度作为安全煤（岩）柱合理留设的依据。 相似文献
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宁夏羊场湾煤矿浅埋煤层开采地面塌陷发育规律及形成机理 总被引：1，自引：0，他引：1
以宁夏羊场湾煤矿Y110207工作面为研究对象,采用无人机遥感技术、野外调查与有限差分软件模拟方法研究浅埋煤层开采的地面塌陷类型、发育规律及其形成机理。(1)浅埋煤层开采地面塌陷以地表裂缝发育为主,地表破坏严重。(2)平行切眼裂缝间隔性出现,展布于整个工作面内,间隔距离为10～120m,局部裂缝形成错台高度约为15cm。平行顺槽裂缝为拉张型裂缝,发育在顺槽至外围一定范围。(3)采煤活动导致地下形成采空区,上覆岩层发生移动破坏,破坏区分为剪切破坏区、拉张破坏区及剪-拉破坏区,分别对压应力区、拉应力区和压-拉转化区。(4)当应力扰动传递至地表,应力值超过覆盖层抗拉强度时地表产生裂缝。随着工作面推进,覆岩内部裂缝带上行裂缝与地表下行裂缝贯通,形成错台。研究成果丰富了该区浅埋煤层的地面塌陷理论知识,为地面塌陷防治提供了理论依据。 相似文献
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在当前国家大力推进“双碳目标”落实阶段,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有重要的现实意义。然而,废弃矿井遗留煤层气资源开发具有其独特性,源于其在原始地质条件下扰动后的二次动态成藏。通过综述近些年国内外研究成果得出:(1)煤层开采覆岩及底板扰动区可以依次分为导气裂隙带、卸压带及不易解吸带,长臂法开采煤层覆岩采动影响范围可达到100 m左右,底板采动影响范围可达到50 m左右。(2)遗留煤层气资源主要以游离态、吸附态及溶解态赋存于开采扰动区内,与原位储层相比游离气占比增大。依据开采扰动应力场–裂隙场–渗流场分布规律,可将遗留煤层气赋存空间分为:三维卸压带、一维卸压带、原始位区,覆岩三维卸压带顶部为潜在煤层气富集区。(3)废弃矿井煤层气资源量评估方法主要有月下降曲线法、分源叠加法及间接扣减法,后2种方法在国内有较高的适用性。最后指出准确圈定遗留煤层气富集空间及其采动裂隙场,揭示遗留煤层气的赋存特征及其动态运聚过程,建立遗留煤层气资源量的动态评价模型是废弃矿井遗留煤层气资源成功开发的地质理论基础,也是今后的重点研究方向。 相似文献