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黄玉川煤矿奥灰水突水机理及其防治研究

作　者: 李旭平
导　师: 熊崇山
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 采矿工程
关键词: FLUENT软件黄玉川煤矿突水防治
分类号: TD745
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

水害防治在近年来的煤矿开采中越来越受到重视，特别是奥灰水突水事故在近年来频繁发生，已成为制约我国煤炭安全生产的一大瓶颈。由于水害形成的突水机理的研究还不成熟，其预测预报滞后，而矿井突水灾害的形成具有瞬发性、多样性，难以做到有效预防。因此,加强水害防治，尤其是开展具有针对性的水害研究，保证矿井实现安全、高效的生产十分必要，具有长远的意义。本文从黄玉川煤矿特有的工程地质与水文地质条件出发，详细分析了影响该矿奥灰水突出的各方面因素，综合分析了该矿所处的区域地层、井田地层、含煤地层底板强度及稳定性、区域水文地质条件状况。借助西安水文研究院、西安矿业学院等科研院所的技术手段开展物探、钻探，查明矿井边界条件、奥灰水富水区域和奥灰补给来源及通道。通过开展五次三维地震勘探、电法勘探和井巷掘进中的实际揭露，基本摸清了该矿的水文地质状况，得出了井田内褶曲、断层比较发育，存在陷落柱。同时本文又从影响奥灰水突出的诸多因素中抽取了主要影响因素，即陷落柱和断层，利用当前广泛使用的流体软件FLUENT进行了建模与数值模拟计算，最后给出了该矿奥灰水防治的综合建议。本文的研究对黄玉川煤矿后续的工作面布置、巷道掘进、综合机械化采煤实践具有理论指导作用，在工作面和巷道的设计中与之相结合能合理规避水害风险，在无法避免的情况下提前采取适当地防治水措施，保证矿井安全生产。该矿后续的工程采掘实践证明，通过将本文的研究成果应用到后续4#、6#的工作面的布置中后，现场揭露情况与理论分析相符，只要在掘进中坚持“有疑必探，先探后掘”的防治水原则，按规程施打探放水孔进行疏放，待水压值达到安全值范围后，即可进行带压开采，实践证明本文的研究切实起到了水害防治的理论指导，降低了该矿安全生产成本，效果显著。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
引言  8-9
1 绪论  9-20
  1.1 研究的目的和意义  9-10
  1.2 煤层底板突水国内外研究现状  10-18
    1.2.1 底板突水机理与预测方法的相关研究现状  10-17
    1.2.2 突水问题研究中的不足  17-18
  1.3 研究内容  18
  1.4 本文创新点及技术路线  18-20
2 黄玉川矿区地质概况  20-34
  2.1 矿区概况  20-21
  2.2 矿区地质概况  21-34
    2.2.1 区域地层  21
    2.2.2 井田地层  21-24
    2.2.3 含煤地层  24-27
    2.2.4 地质构造  27-34
3 黄玉川煤矿水文地质条件及排水能力  34-44
  3.1 区域水文地质条件概况  34-35
  3.2 井田内主要含隔水层特征及矿床充水因素分析  35-39
    3.2.1 井田内主要含隔水层特征  35-37
    3.2.2 矿床充水因素分析  37-39
    3.2.3 水文地质类型  39
  3.3 矿井涌水量及排水能力  39-44
    3.3.1 矿井涌水量  39-40
    3.3.2 排水能力  40-44
4 黄玉川煤矿奥灰水突水机理研究  44-48
  4.1 黄玉川煤矿地质状况及奥陶系岩溶水状况简述  44-45
  4.2 影响黄玉川煤矿奥灰水突出的因素  45-46
    4.2.1 地质因素  45
    4.2.2 水文因素  45-46
  4.3 忽略次要因素及界定研究内容  46
  4.4 奥灰水突水主要影响因素分析  46-48
5 采用 FLUENT 软件进行模拟计算  48-62
  5.1 FLUENT 软件简介  48-50
    5.1.1 FLUENT 软件基本特点  48-49
    5.1.2 FLUENT 软件的优点  49
    5.1.3 FLUENT 软件的模块组成  49-50
  5.2 利用 FLUENT 软件对断层引发的突水进行数值模拟  50-54
    5.2.1 断层抽象的几何模型  50-51
    5.2.2 利用 FLUENT 软件对断层引发的突水进行解算  51-54
  5.3 利用 FLUENT 软件对陷落柱引发的突水进行数值模拟  54-61
    5.3.1 陷落柱抽象的几何模型  54-55
    5.3.2 利用 FLUENT 软件对陷落柱引发的突水进行解算  55-61
  5.4 模拟计算结论及分析  61-62
6 黄玉川矿井突水综合防治  62-66
  6.1 黄玉川矿井突水危险源及其影响因素分析  62-65
  6.2 黄玉川矿井突水综合防治建议  65
  6.3 验证  65-66
结论  66-67
参考文献  67-70
在学研究成果  70-71
致谢  71

黄玉川煤矿奥灰水突水机理及其防治研究

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