祁东煤矿开采煤层上覆岩土体工程地质特征与突水溃砂机理研究
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摘要
通过广泛收集和整理皖北煤电集团祁东煤矿以往钻探资料、测井曲线资料、矿井建设和生产时期资料的基础上,同时采集岩土样进行土工试验和岩石的物理力学性质测试。从综合地质因素着手,分析祁东煤矿“三隔”的隔水性、“四含”的水文地质条件及其渗透稳定性,得出祁东矿“三隔”平均厚度为100m,本隔水层分布稳定,隔水性好,是本井田最重要隔水层,它阻断了“一含”、“二含”、“三含”的地下水与“四含"和基岩中的地下水联系。“四含”直接与煤系地层接触,平均厚度在35～40m,井田中部偏西为一近南北向谷口冲洪积扇,其东西两侧为残坡积～漫滩沉积,谷口冲洪积扇的富水性中等,残坡积～漫滩沉积的富水性较谷口冲洪积扇弱;分析基岩风化带和煤系岩石的含隔水性能、防水煤岩柱性能,得出基岩风化带岩石强度低,浸水泥化程度高,易崩解,根据软硬状态分析及浸水试验结果,认为基岩风化带岩石属于水稳定性较差的类型,具有一定的流变特性。由此说明,处于风化带内的岩石具有较好的隔水性和再生隔水能力。煤系岩石的结构类型一般为以泥岩为主夹粉砂岩、砂岩的多层次结构,属于原生裂隙发育的中硬岩石;通过以往钻孔抽水试验和观测孔的水文变化,综合评价地下水动态变化规律及含水层富水特征;利用“两带”孔观测的导水裂隙带高度,结合室内数值模拟,分析了3_2煤层采空区覆岩变形破坏的分布特征及规律,给出了研究区工作面的最大冒落带高度为17m,最大导水裂隙带高度为58.5m;最后提出合理安全的煤岩柱留设方案,确保水体下的安全合理开采,保证矿井与人身安全。
This topic is a multi-disciplinary study which synthesizes the sedimentation, the geology of mine, the structural geology, the petrology of coal, the mechanics of rock masses, groundwater dynamics and so on. While widely collecting and reorganizing materials of drilling, borehole log, mine construction and production from the northern Anhui Coal Electricity Group Qidong Coalfield, rock and soil samples were picked and selected to carry on the soil mechanics experiments and the rock physics mechanical properties tests. Beginning with the consideration of all the geologic factors, this paper analyzes the ability of water-segregating of "3rd aquifuges", the hydrogeological conditions and its seepage stability of "4th aquifers", the performance of water-segregating and aquiferous storage of the bedrock weathering zone and coal bearing formation, and the performance of waterproof pillars in Qidong coal mine. This paper evaluates the rule of ground water dynamic change and the permeate stability of the water-bearing stratum. By means of the heights of water flowing fractured zone from the "two belts" drilling ,the dissertation makes use of the numerical simulation, simulates and analyses the distributional characteristic and law of the distortion and destruction of the rock in the 3_2 coal bed worked-out area, presents the maximum heights of water flowing fractured zone and maximum heights of rock caving zone in the 3224exploration workplace .It also proposes a reasonable and secure plan of waterproof pillars remaining and setting. Ensure a secure and reasonable underwater mining and the safety of the mine pits and the miners.
This topic is a multi-disciplinary study which synthesizes the sedimentation, the geology of mine, the structural geology, the petrology of coal, the mechanics of rock masses, groundwater dynamics and so on. While widely collecting and reorganizing materials of drilling, borehole log, mine construction and production from the northern Anhui Coal Electricity Group Qidong Coalfield, rock and soil samples were picked and selected to carry on the soil mechanics experiments and the rock physics mechanical properties tests. Beginning with the consideration of all the geologic factors, this paper analyzes the ability of water-segregating of "3rd aquifuges", the hydrogeological conditions and its seepage stability of "4th aquifers", the performance of water-segregating and aquiferous storage of the bedrock weathering zone and coal bearing formation, and the performance of waterproof pillars in Qidong coal mine. This paper evaluates the rule of ground water dynamic change and the permeate stability of the water-bearing stratum. By means of the heights of water flowing fractured zone from the "two belts" drilling ,the dissertation makes use of the numerical simulation, simulates and analyses the distributional characteristic and law of the distortion and destruction of the rock in the 3_2 coal bed worked-out area, presents the maximum heights of water flowing fractured zone and maximum heights of rock caving zone in the 3224exploration workplace .It also proposes a reasonable and secure plan of waterproof pillars remaining and setting. Ensure a secure and reasonable underwater mining and the safety of the mine pits and the miners.
引文
[1] 葛晓光著.南黄淮新生界底部含水层沉积特征和工程性质[M].合肥:合肥工业大学出版社,2003.1.
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