近淺埋煤層保水開采覆巖運動模擬研究與實測.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，工作面采動容易導致地表潛水流失，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踐，具有重要的學術(shù)價值和社會意義。 本文以榆神府礦區(qū)榆樹灣井田地質(zhì)條件為背景，以國家自然科學基金項目“淺埋煤層地表隔水層的采動隔水性研究（No.50574074）”和橫向項目“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)了隔水層應力應變?nèi)滔嗨颇M技術(shù)，通過模擬實驗掌握了榆樹灣煤礦近淺埋煤層保水開采覆巖運動基本規(guī)律，分析了隔水層的穩(wěn)定性和保水開采的可行性。通過保水開采實踐和實測，掌握了工作面的淋水及礦壓顯現(xiàn)基本規(guī)律，驗證了模擬實驗研究的正確性。 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性能，獲得了隔水層巖樣的應力應變?nèi)糖€；基于隔水層性質(zhì)，分析了隔水層模擬的關(guān)鍵是

3、必須實現(xiàn)應力應變?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)，實驗確定了隔水層相似材料及其配比規(guī)律，實現(xiàn)了粘土類隔水層的應力應變?nèi)滔嗨颇M。以榆樹灣井田為研究對象，通過相似模擬實驗，驗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動基本規(guī)律，分析了巖層運動的“三帶”特征。實驗得出，近淺埋煤層頂板基巖關(guān)鍵層的運動對隔水層穩(wěn)定性具