榆神矿区榆树湾矿保水开采注浆离层参数研究.pdf

西安科技大学硕士学位论文榆神矿区榆树湾矿保水开采注浆离层参数研究姓名：肖民申请学位级别：硕士专业：采矿工程指导教师：侯忠杰20060418论文题目：业：硕士生：指导教师：榆神矿区榆树湾矿保水开采注浆离层参数研究采矿工程肖侯忠杰摘要┟关键词：保水开采；注浆离层：相似材料模拟实验；数值模拟研究类型：应用研究专民相似模拟实验中存在弯曲下沉带整个土层位于弯曲下沉带中隔水土层的隔水性没有受到影响能够实现保水开采。而下分层开采实验不存在弯曲下沉带产生贯通整个隔在我国煤矿开采中对水的研究都是停留在防范水事故上而对矿区水资源的保护研究甚少。本文针对陕北榆神矿区的开采将造成严重的水资源流失导致矿区生态环境恶化影响该地区居民生活及矿区健康持续发展的状况采用离层注浆技术来进行保水开采主要对注浆离层的参数进行了研究。本文对榆树湾矿首采面进行了开采相似模拟实验在倾斜分层上分层采高为的水土层的导水裂隙不能实现保水开采为保证下分层开采也能实现保水开采可在上分层开采时进行离层注浆。在上分层开采相似模拟实验中获取了大量覆岩移动数据及离层数据实验中得出了注浆离层的主要参数。对采动覆岩离层的形成机理进行了理论分析建立了离层产生的力学模型及离层参数计算公式分析了离层分布规律的影响因素计算出了榆树湾矿首采工作面在既定的开采工艺条件下注浆离层的高度、注浆离层离煤层的距离和沿工作面推进方向的长度等主要参数。运用有限元分析程序对榆树湾矿首采面进行上分层开采仿真模拟实验验证了相似模拟实验与理论计算结果的准确性。篗：痶．：猻畃．．瓵瑃猻瓼甿琘畇甀．畇產．ⅱ鬶瑃痵．甌琣．篧籊畇；．；：髀论文选题的背景和意义．√獾谋尘陕北侏罗纪煤田煤炭资源分布于榆林市府谷、神木、榆阳、横山、定边、靖边等县总面积癫滓阅诘拿禾孔试嘁凇Ｃ翰阕芎穸单层厚度平均煤层稳定构造简单煤质优良被专家誉为“环保煤”是国内外罕见的优质动力、液化、化工用煤。根据国家规划这里将成为我国西部优质动力煤的供应和出口煤基地且地理位置又具承东启西的作用是世纪煤田工业战略西移的首选基地对本世纪国民经济的发展具有重大意义【煤炭工业可持续发展有赖于水资源的开发和利用我国西部地区煤炭储量占全国煤炭储量的但却是贫水地区。随着世纪之交煤炭发展战略向西北推进矿区缺水问题将日益突出。陕北侏罗纪榆神府煤田是我国现己探明储量最多的煤田地质构造简单煤质优良对下世纪我国国民经济的发展和我国煤炭工业战略具有重要的意义。如神府东胜矿区地质储量为趖一、二期规模为万辏杷吭嘉騧日；榆神府大保当矿区地质储量为趖年建成后的规模为万辏ぜ其需水量为騧眨笳饫嘈杷刻卮蟮目笄次侍獗匦敫菟试锤炒条件妥善加以解决否则将会成为矿区建设和发展的瓶颈【。由于榆神府煤田地处陕北毛乌素沙漠前缘草滩地地表植被极其稀少水土流失和沙漠化十分严重地质环境十分脆弱。在风积沙层以下矿区大面积分布有第四系上更新统萨拉乌苏组含水层该含水层含水丰富是陕北地区居民生活和工业用水水源也是矿区供水唯一的含水层。据专家测算该区域地下水天然资源量比较丰富地下水可采量与矿区需水量大体维持平衡。但是由于该含水层直接覆盖于含煤地层上部且煤层顶板基岩一般较薄随着矿区大规模开发煤层开采形成的导水裂缝带将直接影响和波及到上覆萨拉乌苏组含水层造成水源地的直接破坏。一方面如对现有水源地作为长期水源地必须留设一定的保水煤柱从而使得大量的煤炭资源不能被开发；而另一方面为了开发更多的煤炭资源而不能对水源地进行有效的保护其后果是相当严重的将导致陕北沙漠草滩地这部分极其宝贵的水资源遭到毁灭性的破坏使得原已经十分脆弱的地质环境进一步恶化直接影响当地人民的生活和工业用水产生第二个“山西”。针对这一客观矛盾有关专家呼吁必须在煤田开发的同时对区域萨拉乌苏组含水层地下水资源进行统筹规划进行有效的综合开发利用和保护达到既多开发