榆神矿区榆树湾矿保水开采注浆离层参数分析

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1、resultsofsimilarmaterialsimulationexperimentsandtheoreticalanalysisareproved．Keywords：Water-preserved-mining；Groutingbed．separations；Similarmaterialsimulationtest；NumericalsimulationThesis：Applicationresearch1绪论1．1论文选题的背景和意义1．1．1选题的背景陕北侏罗纪煤田煤炭资源分布于榆林市府谷、

2、神木、榆阳、横山、定边、靖边等县(区)，总面积2714km2，埋藏1000米以内的煤炭资源1400多亿。煤层总厚度15--一20m，单层厚度平均3～-6m，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21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【l’2J。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1／

3、3，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354亿t，一、二期规模为3245万t／年，需水量约为29．85万m3／日；榆神府大保当矿区地质储量为244亿t，2020年建成后的规模为4430万t／年，预计其需水量为20---25万m3／日，象这类需水量特大的矿区，水源问题必须根据水资源赋存条件妥善加以解决，否则

4、将会成为矿区建设和发展的瓶颈【31。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

5、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，达到既多开发煤炭又保

6、护一定西安科技大学硕士学位论文量地下水的目的【4~1⋯。坚决限制和降低因煤炭开采和排水造成生态环境的破坏和影响，已污染的矿井水必须进行处理，既护水又采煤。在二者矛盾无法得到很好的协调时，必须坚持保水不采煤，保水少采煤，因为从矿井水资源的角度来看，对当地而言，水资源的价值甚至要比煤炭资源的价值更重要。1．1．2研究的目的和意义目的：研究榆树湾矿通过离层注浆来实现保水开采，达到既保水又采煤的目的。意义：陕北榆神府煤田地处毛乌素沙漠与黄土高原的接壤地区，植被稀少，水土流失严重，因此保护这些供水含水层(主要赋层

7、于烧变岩，萨拉乌苏组中)免遭破坏和污染，防止局部地质环境的恶化及沙漠化的扩展，保护生态环境是一事关该区经济可持续发展的大事。因此研究开采引起的环境负效应，寻求合理的预防对策，控制土地沙化的扩展，减少地质灾害，维持本地区的持续发展具有重要的意义，对整个中国的经济可持续发展有着极其重要的意义。1．2保水开采研究现状(1)中国矿业大学董青红、满海英、郭典伟等以兖州市杨庄矿为例，在厚松散层下近风化带采用留设煤柱来进行保水开采。建立了GIS数据库和图形库，通过GIS多因素拟合建立了近风化带覆岩采动破坏“两带”高度

8、的预计模型，提出了考虑保护层的开采上限GIS决策模式，用于保水条件下的安全煤柱留设设计【¨’12】。(2)安徽理工大学杨本水，王从书，阎昌银对两淮新区的百善煤矿进行了矿区水文地质和上覆岩层岩石力学、水理性质以及“两带”高度试验。结果表明：含水层内含黏量较高，垂直渗透能力较弱；所留煤柱属软弱或极软弱类型；风化带内黏土矿物含量较大：吸水后体积膨胀，再生隔水能力强；受采动影响后，具阻水和抑制导水裂隙带继续发展的双重作用；研究成果取得了将垂高50m