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矿井工作面底板含水性探测和突水预测技术研究

作　者: 李小孟
导　师: 王玉和
学　校: 山东科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 工作面底板突水探测深度图形三维突水危险区预测
分类号: TD745
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 128次
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内容摘要

随着现代化矿井开采深度、开采强度的不断增加和开采规模的不断扩大,煤层工作面底板突水问题日益严重,矿井突水事故频发,给人民生命财产造成极大损失,同时也严重影响和制约着煤炭工业的发展。我国华北地区石炭二叠系煤田,煤系地层直接沉积在奥陶系灰岩之上,煤层距奥陶系灰岩较近,并且普遍具有水压高、有效隔水层薄、含水层富水性强等特点,因此,华北地区煤层开采受底板承压水威胁更为严重。本文结合山东华宁矿业集团保安煤矿3701工作面开展矿井工作面底板岩层含水性探测和突水预测技术研究。论文在对采煤工作面底板突水机理和底板突水预测方法进行分析的基础上,给出了适用于现场操作的底板突水系数计算式,并采用Visual Basic语言开发了矿井突水预测预报系统；分析研究矿井突水地球物理监测技术,对高密度直流电阻率法和矿井瞬变电磁法的基本原理、井下工作方法和数据处理流程进行分析,解决了矿井常规电法数据采集一致性差的难题；通过校园探水工程实例对高密度电阻率法探测深度问题进行深入探讨,给出较为合理的深度校正因数；通过井下断裂带附近现场实验确定断裂构造对矿井瞬变电磁观测信号的影响,并指出在排除噪声干扰的情况下,实测感应电动势衰减曲线圆滑程度降低和时间门极性变化可以作为测点附近断裂构造发育的一个判定依据。在对保安煤矿3701工作面构造地质、水文地质资料进行充分分析的基础上,利用本文前述研究成果,采用GeoPen高密度直流电法仪和PROTEM47矿井瞬变电磁仪对该工作面进行了底板突水综合地球物理探测；实现了工作面底板水探测物探解释的图形三维显示；探测出3701工作面底板不同位置的原始导升带顶界面,进而给出不同位置的有效隔水层厚度,制作出底板有效隔水层厚度等值线图；应用底板突水系数计算式和通过物探获得的有效隔水层厚度得到3701工作面底板不同位置岩层的突水危险性系数,并以图示方式显示出3701工作面底板突水危险区,使工作面底板防治水工作重点突出。针对不同突水危险性区段有针对性地提出了以加强地质探测,优化工作面布置与采煤工艺为主要方法的防治水措施。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-21
  1.1 课题提出及研究意义  10-13
  1.2 国内外研究现状  13-19
  1.3 研究内容及技术路线  19-21
2 底板突水预测方法研究  21-27
  2.1 突水系数法  21-22
  2.2 有效隔水层厚度的确定  22-25
  2.3 突水系数表达式  25-26
  2.4 本章小结  26-27
3 矿井突水地球物理监测技术研究  27-44
  3.1 矿井直流电阻率成像技术  27-35
  3.2 矿井瞬变电磁技术  35-43
  3.3 本章小结  43-44
4 保安煤矿3701工作面底板突水预测  44-54
  4.1 研究区概况  44-48
  4.2 工作面底板突水预测预报系统开发  48-52
  4.3 保安煤矿3701工作面底板突水总体预测  52-53
  4.4 本章小结  53-54
5 基于矿井地球物理技术的底板突水预测  54-68
  5.1 矿井地球物理探测工程布置  54-55
  5.2 矿井地球物理资料解释  55-65
  5.3 保安煤矿3701工作面底板突水分区预测  65-67
  5.4 本章小结  67-68
6 结论与展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读硕士期间主要成果  75

矿井工作面底板含水性探测和突水预测技术研究

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