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高承壓巖溶水體上煤層開采底板水害防控技術及其應用(精) 版權信息
- ISBN：9787030642035
- 條形碼：9787030642035 ; 978-7-03-064203-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
高承壓巖溶水體上煤層開采底板水害防控技術及其應用(精) 內容簡介
針對皖北礦區下組煤開采底板高承壓巖溶水害防治問題，本項目以巖體工程地質力學和巖體水力學理論為指導，采用理論分析、實驗室試驗、數值模擬、現場測試等研究方法，系統地開展了研究區山西組煤層底板巖體結構特征、太灰含水層介質空間結構特征、注漿參數與工藝優化、底板采動效應、注漿效果檢驗與評價方法、底板水害監測預警技術和高承壓水體上煤層控水開采技術等研究，揭示了底板采動效應的巖體結構控制機理，系統研究并構建了底板高承壓巖溶水體上煤層開采帶壓控水理論、方法與技術體系，并應用于煤礦生產實際，取得了顯著的經濟效益和社會效益。
高承壓巖溶水體上煤層開采底板水害防控技術及其應用(精) 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究目的和意義 1
1.2 國內外研究現狀 2
1.3 研究內容與方法 6
1.3.1 主要研究內容 6
1.3.2 主要研究方法與技術路線 6
1.4 研究工作過程 8
第2章 恒源煤礦礦井地質與水文地質基本特征 9
2.1 礦井基本概況 9
2.2 礦井地質特征 10
2.2.1 礦井地層特征 10
2.2.2 礦井主采煤層特征 12
2.2.3 礦井構造特征 14
2.3 水文地質特征 20
2.3.1 區域水文地質概況 20
2.3.2 礦井水文地質特征 21
第3章 礦井水文地質條件補充勘探 36
3.1 礦井補充勘探的必要性 36
3.1.1 礦區煤炭資源勘探特點 36
3.1.2 礦區煤炭資源勘探存在的主要問題與探采對比分析 36
3.1.3 礦井補充勘探方法 38
3.1.4 礦井水文地質補充勘探的必要性 40
3.2 深部水文地質地震勘探 40
3.2.1 深部水文地質三維地震勘探 40
3.2.2 三維地震勘探資料精細解釋 41
3.3 地面瞬變電磁法勘探 50
3.3.1 電法勘探原理及測區電性特征 50
3.3.2 工程概況 50
3.3.3 資料處理 51
3.3.4Ⅱ62采區瞬變電磁勘探成果 52
3.3.5Ⅱ63采區瞬變電磁勘探成果 64
3.4 水文地質鉆探 75
3.5 水文地質試驗 76
3.5.1 放水試驗目的和任務 76
3.5.2 放水試驗工程布置與實施 77
3.5.3 放水試驗觀測資料整理分析與成果評價 79
3.5.4 水化學監測與分析 92
3.5.5 太灰含水層可疏放性評價 98
3.5.6 資料分析與求參結果討論 99
第4章 恒源礦井山西組煤層底板巖層工程地質特征 101
4.1 山西組6煤層底板巖性特征 101
4.1.16 煤層底板巖層巖石組成 101
4.1.26 煤層底板巖層組合特征 101
4.1.36 煤層底板巖層厚度分布特征 103
4.1.46 煤層底板巖性類型 105
4.26 煤層底板巖石力學特性 107
4.2.16 煤層底板巖石力學性質測試與評價 107
4.2.2 底板巖石水理性質特征 110
4.2.3 底板巖石三軸滲透試驗 111
4.36 煤層底板結構類型 115
4.4 工作面底板巖體結構的聲波探測 121
4.4.1 波速測試方法及結果 121
4.4.2 測試結果分析 122
4.4.3 底板巖體結構分析 124
4.5 工作面底板巖體阻水質量分級評價 125
4.5.1 煤層底板巖體分級因素及其確定 126
4.5.2 煤層底板巖體分級在突水評價上的應用 128
第5章 太原組上段灰巖巖溶發育特征及其介質空間結構類型 132
5.1 淮北礦區太原組灰巖巖性特征 132
5.1.1 太原組灰巖巖石學特征 132
5.1.2 太原組灰巖沉積環境 135
5.2 太原組上段灰巖厚度分布特征 136
5.3 太原組上段灰巖巖溶裂隙發育特征 138
5.4 基于底板改造成孔與注漿信息的太原組灰巖巖溶含水層結構評價 140
5.4.1 太原組灰巖上段各層灰巖出水特征 140
5.4.2 太原組灰巖上段各層灰巖出水量與注漿量的相關性 143
5.4.3 太原組灰巖上段同層灰巖出水孔單孔平均出水量與注漿量隨深度變化特征 144
5.4.4 注漿鉆窩出水量與注漿量分布特征 145
5.4.5 太灰巖溶含水介質空間結構類型 148
第6章 底板高承壓巖溶水體上煤層開采疏水降壓控水技術 153
6.1 帶壓開采評價 153
6.2 疏水降壓控水技術適用條件 158
6.2.1 疏水降壓控水技術含義 158
6.2.2 疏水降壓控水技術的水文工程地質條件分析 161
6.3 疏水降壓方案設計要點 161
6.4 疏水降壓控水技術實施過程與效果評價——以恒源煤礦Ⅱ614工作面疏水降壓控水技術為例 162
6.4.1 疏放水方案設計與實施 162
6.4.2 疏水降壓實施效果分析 167
6.4.3 底板局部異常區（或斷層帶）注漿加固 170
6.4.4 工作面回采情況與結果討論 173
第7章 底板注漿加固與含水層改造控水技術 177
7.1 概述 177
7.2 底板注漿改造控水技術的水文工程地質條件分析 178
7.3 底板注漿改造控水技術方案實施過程 178
7.3.1 地面注漿站的建立 178
7.3.2 底板注漿加固與含水層改造技術實施方案及過程控制 180
7.4 底板注漿加固與含水層改造控水技術示范工程及效果評價——以恒源煤礦Ⅱ6111工作面底板注漿加固與含水層改造工程為例 191
7.4.1 工作面基本條件 191
7.4.2 工作面主要水害威脅程度分析 194
7.4.3 工作面防治水技術路線 195
7.4.4 工作面防治水工程設計 195
7.4.5 工作面水文地質條件探查 196
7.4.6 工作面底板注漿工程 203
7.4.7 工作面底板注漿效果評價 205
7.4.8 工作面安全性評價 208
7.4.9 工作面回采情況與效益分析 209
第8章 地面定向順層鉆孔底板灰巖含水層區域超前注漿改造控水技術 210
8.1 底板巖溶含水層地面定向順層鉆孔注漿應用概況 210
8.2 地面定向順層鉆孔底板灰巖含水層區域超前注漿改造過程控制關鍵技術 212
8.2.1 順層鉆進注漿加固目的層選擇原則 213
8.2.2 鉆孔布設方位和間距設計依據 213
8.2.3 鉆孔結構設計 218
8.2.4 注漿動態壓力與注漿材料耦合技術 220
8.2.5 注漿控制工藝 223
8.2.6 鉆探關鍵技術 224
8.2.7 注漿關鍵技術 226
8.2.8 治理效果綜合評價與檢驗方法 226
8.3 地面定向順層鉆進底板灰巖含水層超前注漿改造控水技術示范工程與效果分析——以恒源煤礦Ⅱ633工作面里段注漿改造工程為例 227
8.3.1 治理區域概況 227
8.3.2 工程設計 228
8.3.3 工程施工概況 234
8.3.4 效果檢驗與分析 240
8.3.5Ⅱ633工作面里段回采安全性評價與效益分析 251
第9章 底板水害監測預警技術及工程應用 255
9.1 礦井水害監測預警技術研究概況 255
9.2 水文地質動態監測系統 257
9.3 底板水害監測預警技術 257
9.3.1 煤層底板水害預警系統的構成 258
9.3.2 水害預警的基本原理 260
9.3.3 臨突預報判據及突水預警準則 261
9.3.4 恒源煤礦Ⅱ621工作面水害預警工程 262
9.3.5 恒源煤礦Ⅱ617綜采工作面底板水害預警工程 265
參考文獻 270
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究目的和意義 1
1.2 國內外研究現狀 2
1.3 研究內容與方法 6
1.3.1 主要研究內容 6
1.3.2 主要研究方法與技術路線 6
1.4 研究工作過程 8
第2章 恒源煤礦礦井地質與水文地質基本特征 9
2.1 礦井基本概況 9
2.2 礦井地質特征 10
2.2.1 礦井地層特征 10
2.2.2 礦井主采煤層特征 12
2.2.3 礦井構造特征 14
2.3 水文地質特征 20
2.3.1 區域水文地質概況 20
2.3.2 礦井水文地質特征 21
第3章 礦井水文地質條件補充勘探 36
3.1 礦井補充勘探的必要性 36
3.1.1 礦區煤炭資源勘探特點 36
3.1.2 礦區煤炭資源勘探存在的主要問題與探采對比分析 36
3.1.3 礦井補充勘探方法 38
3.1.4 礦井水文地質補充勘探的必要性 40
3.2 深部水文地質地震勘探 40
3.2.1 深部水文地質三維地震勘探 40
3.2.2 三維地震勘探資料精細解釋 41
3.3 地面瞬變電磁法勘探 50
3.3.1 電法勘探原理及測區電性特征 50
3.3.2 工程概況 50
3.3.3 資料處理 51
3.3.4Ⅱ62采區瞬變電磁勘探成果 52
3.3.5Ⅱ63采區瞬變電磁勘探成果 64
3.4 水文地質鉆探 75
3.5 水文地質試驗 76
3.5.1 放水試驗目的和任務 76
3.5.2 放水試驗工程布置與實施 77
3.5.3 放水試驗觀測資料整理分析與成果評價 79
3.5.4 水化學監測與分析 92
3.5.5 太灰含水層可疏放性評價 98
3.5.6 資料分析與求參結果討論 99
第4章 恒源礦井山西組煤層底板巖層工程地質特征 101
4.1 山西組6煤層底板巖性特征 101
4.1.16 煤層底板巖層巖石組成 101
4.1.26 煤層底板巖層組合特征 101
4.1.36 煤層底板巖層厚度分布特征 103
4.1.46 煤層底板巖性類型 105
4.26 煤層底板巖石力學特性 107
4.2.16 煤層底板巖石力學性質測試與評價 107
4.2.2 底板巖石水理性質特征 110
4.2.3 底板巖石三軸滲透試驗 111
4.36 煤層底板結構類型 115
4.4 工作面底板巖體結構的聲波探測 121
4.4.1 波速測試方法及結果 121
4.4.2 測試結果分析 122
4.4.3 底板巖體結構分析 124
4.5 工作面底板巖體阻水質量分級評價 125
4.5.1 煤層底板巖體分級因素及其確定 126
4.5.2 煤層底板巖體分級在突水評價上的應用 128
第5章 太原組上段灰巖巖溶發育特征及其介質空間結構類型 132
5.1 淮北礦區太原組灰巖巖性特征 132
5.1.1 太原組灰巖巖石學特征 132
5.1.2 太原組灰巖沉積環境 135
5.2 太原組上段灰巖厚度分布特征 136
5.3 太原組上段灰巖巖溶裂隙發育特征 138
5.4 基于底板改造成孔與注漿信息的太原組灰巖巖溶含水層結構評價 140
5.4.1 太原組灰巖上段各層灰巖出水特征 140
5.4.2 太原組灰巖上段各層灰巖出水量與注漿量的相關性 143
5.4.3 太原組灰巖上段同層灰巖出水孔單孔平均出水量與注漿量隨深度變化特征 144
5.4.4 注漿鉆窩出水量與注漿量分布特征 145
5.4.5 太灰巖溶含水介質空間結構類型 148
第6章 底板高承壓巖溶水體上煤層開采疏水降壓控水技術 153
6.1 帶壓開采評價 153
6.2 疏水降壓控水技術適用條件 158
6.2.1 疏水降壓控水技術含義 158
6.2.2 疏水降壓控水技術的水文工程地質條件分析 161
6.3 疏水降壓方案設計要點 161
6.4 疏水降壓控水技術實施過程與效果評價——以恒源煤礦Ⅱ614工作面疏水降壓控水技術為例 162
6.4.1 疏放水方案設計與實施 162
6.4.2 疏水降壓實施效果分析 167
6.4.3 底板局部異常區（或斷層帶）注漿加固 170
6.4.4 工作面回采情況與結果討論 173
第7章 底板注漿加固與含水層改造控水技術 177
7.1 概述 177
7.2 底板注漿改造控水技術的水文工程地質條件分析 178
7.3 底板注漿改造控水技術方案實施過程 178
7.3.1 地面注漿站的建立 178
7.3.2 底板注漿加固與含水層改造技術實施方案及過程控制 180
7.4 底板注漿加固與含水層改造控水技術示范工程及效果評價——以恒源煤礦Ⅱ6111工作面底板注漿加固與含水層改造工程為例 191
7.4.1 工作面基本條件 191
7.4.2 工作面主要水害威脅程度分析 194
7.4.3 工作面防治水技術路線 195
7.4.4 工作面防治水工程設計 195
7.4.5 工作面水文地質條件探查 196
7.4.6 工作面底板注漿工程 203
7.4.7 工作面底板注漿效果評價 205
7.4.8 工作面安全性評價 208
7.4.9 工作面回采情況與效益分析 209
第8章 地面定向順層鉆孔底板灰巖含水層區域超前注漿改造控水技術 210
8.1 底板巖溶含水層地面定向順層鉆孔注漿應用概況 210
8.2 地面定向順層鉆孔底板灰巖含水層區域超前注漿改造過程控制關鍵技術 212
8.2.1 順層鉆進注漿加固目的層選擇原則 213
8.2.2 鉆孔布設方位和間距設計依據 213
8.2.3 鉆孔結構設計 218
8.2.4 注漿動態壓力與注漿材料耦合技術 220
8.2.5 注漿控制工藝 223
8.2.6 鉆探關鍵技術 224
8.2.7 注漿關鍵技術 226
8.2.8 治理效果綜合評價與檢驗方法 226
8.3 地面定向順層鉆進底板灰巖含水層超前注漿改造控水技術示范工程與效果分析——以恒源煤礦Ⅱ633工作面里段注漿改造工程為例 227
8.3.1 治理區域概況 227
8.3.2 工程設計 228
8.3.3 工程施工概況 234
8.3.4 效果檢驗與分析 240
8.3.5Ⅱ633工作面里段回采安全性評價與效益分析 251
第9章 底板水害監測預警技術及工程應用 255
9.1 礦井水害監測預警技術研究概況 255
9.2 水文地質動態監測系統 257
9.3 底板水害監測預警技術 257
9.3.1 煤層底板水害預警系統的構成 258
9.3.2 水害預警的基本原理 260
9.3.3 臨突預報判據及突水預警準則 261
9.3.4 恒源煤礦Ⅱ621工作面水害預警工程 262
9.3.5 恒源煤礦Ⅱ617綜采工作面底板水害預警工程 265
參考文獻 270
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高承壓巖溶水體上煤層開采底板水害防控技術及其應用(精) 作者簡介
吳基文，1961年11月生，安徽舒城人，博士，教授，博士生導師，安徽省學術和技術帶頭人，安徽理工大學地質工程學科(安徽省重點學科)帶頭人。現任中國煤炭學會礦井地質專業委員會委員、秘書長，安徽省地質學會、安徽省巖石力學與工程學會、安徽省煤炭學會理事，國際工程地質和環境協會(IAEG)會員。主要從事工程地質與煤礦地質災害防治等方面的教學與科研工作。主持完成國家自然科學基金、安徽省自然科學基金、煤炭部優秀青年基金等縱向課題20余項，企事業合作項目60余項，獲省部級科技進步獎二等獎4項、三等獎5項，發表學術論文70余篇，出版專著6部，指導碩士、博士研究生40余名。
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