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杨柳煤矿太原组灰岩水对10煤层安全开采的影响及突水水源判别研究
摘要
为了研究杨柳煤矿太原组灰岩水对10煤层安全开采的影响及突水水源判别，采用现场勘查、物探、水文地质和数值模拟等方法进行研究。研究发现太原组灰岩水对煤层孔隙水的压抑作用较强，随着采动的深入，太原组灰岩水的开采量逐渐增大，引起了煤层孔隙水压力的变化，使煤层岩体的稳定性逐渐减弱。基于突水现场的地质灾害特征和水文地质条件，结合地质模型与数值模拟技术，对突水水源进行了综合分析和判别，为煤层开采提供了理论依据和指导。
关键词：杨柳煤矿，太原组灰岩水，10煤层，开采安全，突水水源
Abstract
InordertostudytheimpactofTaiyuanFormationlimestonewateronthesafeminingofNo.10coalseamandtheidentificationofwatersourcesinsuddenwater,fieldexploration,geophysicalexploration,hydrogeologyandnumericalsimulationwereused.ThestudyfoundthattheTaiyuanFormationlimestonewaterhasastrongsuppressioneffectonthecoalseamporewater.Withthedeepermining,theproductionofTaiyuanFormationlimestonewatergraduallyincreases,causingchangesincoalseamporewaterpressure,andgraduallyweakeningthestabilityofthecoalseamrockmass.Basedonthegeologicaldisastercharacteristicsandhydrogeologicalconditionsatthesiteofsuddenwater,combinedwithgeologicalmodelsandnumericalsimulationtechnology,thecomprehensiveanalysisandidentificationofsuddenwatersourceswerecarriedout,providingtheoreticalbasisandguidanceforcoalseammining.
Keywords:YangliuCoalMine,TaiyuanFormationlimestonewater,No.10coalseam,safemining,suddenwatersourceidentification
引言
杨柳煤矿位于山西省中南部，太原组是该矿区主要的水文地质单元，煤层中的地下水主要来源于太原组灰岩水，对煤矿的生产和开采安全造成了一定的影响。煤层开采过程中，太原组灰岩水逐渐被采走，煤层孔隙水压力变化，会导致煤层岩体的稳定性变差，进而引起地质灾害的发生。其中，突水灾害是煤矿生产中比较常见的一种地质灾害，突水的原因复杂，需要进行深入分析和判别。
本文主要对杨柳煤矿太原组灰岩水对10煤层安全开采的影响及突水水源判别进行研究和探讨，旨在为煤矿的生产和开采安全提供一定的理论基础和技术支撑。
一、杨柳煤矿太原组灰岩水对煤层开采的影响
1.太原组灰岩水特征
太原组是华北地台上的一套浅海相地层，广泛分布于山西、河北、陕西、河南等地，是煤炭和石油资源的重要产出地带。研究表明，太原组灰岩水是该区域最主要的地下水之一，具有一定的地质特征和水文地质特征。太原组灰岩水具有较高的总溶解固体含量、氯盐型水化学特征和较高的水温、水位,在形成时对地层有较强的侵蚀作用，导致太原组灰岩水的渗透性和承水能力较强。
2.煤层孔隙水压力变化及岩体稳定性变化
煤层孔隙水压力是煤层岩体稳定性的重要因素之一，随着采动的深入，太原组灰岩水的开采量逐渐增大，引起了煤层孔隙水压力的变化。同时，根据野外地质观察和采掘实践，研究表明，煤层岩体具有一定的裂隙和断层构造，孔隙水的压力变化会加剧该煤层岩体的稳定性变化。因此，针对煤层稳定性变化问题，需要引入数值模拟技术对其进行研究分析。
3.数值模拟研究
采用FLAC3D软件对煤层开采过程中太原组灰岩水压抑作用的影响进行了数值模拟，并研究了不同开采阶段下煤层稳定性的变化。结果显示，随着采动深度的增大，煤层孔隙水压力逐渐减小，煤岩围压力的变化导致裂隙和断层的增多，从而引起了地质灾害。根据数值模拟的结果，可以通过对煤层开采的控制、调整和优化来提高煤层开采的效率和安全性。
二、突水水源的判别
1.突水的主要特征
突水灾害是煤矿生产中比较常见