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煤层底板灰岩突水是我国华北型煤田主要防治水问题。随着开采深度的增加,煤层底板承受的灰岩水头压力增大,水害威胁程度也随之增大。因此,如何评价及有效防治深部灰岩水害的问题,对于解放深部煤炭资源和安全生产有着十分重要的现实意义。
本文在查阅国内外文献有关煤层底板灰岩水研究现状以及地下水研究方法的基础上,以淮南矿区谢一矿为典型案例进行研究。该矿水文地质条件复杂,浅部-480m水平以上A组煤已基本开采完毕,目前,A1煤层开采受深部底板灰岩水威胁。本次以井田北翼-660m水平A1煤层底板太原组灰岩水为研究对象,系统分析了区内太原组灰岩水文地质特征;利用FLAC3D数值模拟技术,模拟计算A1煤层开采条件下底板破坏深度;建立了井田北翼A1煤层底板太原组灰岩水文地质概念模型和数学模型,运用Visual Modflow模拟技术对其水文地质参数进行识别;运用修正的突水系数计算公式计算A1煤层底板的突水系数,结合识别后的灰岩含水层模型,模拟计算了不同疏放水方案下的降深和突水系数变化规律;最后,对井田不同突水含水层离子成分差异性进行了分析,运用聚类分析和逐步判别方法对突水水源进行了判别,并且提出了灰岩水防治方法。