近淺埋煤層保水開采覆巖運(yùn)動(dòng)模擬研究與實(shí)測.pdf

1、榆神府礦區(qū)是我國最大的現(xiàn)代化能源基地，埋深淺、上覆厚松散層是該礦區(qū)的典型賦存特征，工作面采動(dòng)容易導(dǎo)致地表潛水流失，破壞地表生態(tài)環(huán)境。綠色開采是采礦技術(shù)今后的發(fā)展方向，保水開采是實(shí)施綠色開采的重要環(huán)節(jié)。開展近淺埋煤層保水開采的研究與實(shí)踐，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和社會(huì)意義。 本文以榆神府礦區(qū)榆樹灣井田地質(zhì)條件為背景，以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“淺埋煤層地表隔水層的采動(dòng)隔水性研究（No.50574074）”和橫向項(xiàng)目“榆樹灣煤礦首分層大采高礦

2、壓及保水開采研究”為依托，通過物理相似模擬和理論分析相結(jié)合的方法，開發(fā)了隔水層應(yīng)力應(yīng)變?nèi)滔嗨颇M技術(shù)，通過模擬實(shí)驗(yàn)掌握了榆樹灣煤礦近淺埋煤層保水開采覆巖運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律，分析了隔水層的穩(wěn)定性和保水開采的可行性。通過保水開采實(shí)踐和實(shí)測，掌握了工作面的淋水及礦壓顯現(xiàn)基本規(guī)律，驗(yàn)證了模擬實(shí)驗(yàn)研究的正確性。 論文系統(tǒng)分析了礦區(qū)地質(zhì)條件，測定了隔水層的物理力學(xué)性能，獲得了隔水層巖樣的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)糖€；基于隔水層性質(zhì)，分析了隔水層模擬的關(guān)鍵是

3、必須實(shí)現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變?nèi)滔嗨?，特別是塑性變形相似，據(jù)此提出了隔水層相似指標(biāo)并給定了相似條件，發(fā)展了相似模擬技術(shù)。根據(jù)隔水層性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)確定了隔水層相似材料及其配比規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了粘土類隔水層的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)滔嗨颇M。以榆樹灣井田為研究對象，通過相似模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了隔水層相似材料及配比選取的正確性。通過物理相似模擬，揭示了榆樹灣近淺埋煤層保水開采的覆巖運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律，分析了巖層運(yùn)動(dòng)的“三帶”特征。實(shí)驗(yàn)得出，近淺埋煤層頂板基巖關(guān)鍵層的運(yùn)動(dòng)對隔水層穩(wěn)定性具