一、項目簡介

某煤礦67%儲量受到徐灰和奧灰?guī)r溶裂隙水威脅。如何實現(xiàn)承壓水上煤炭的安全開采，是該煤礦面臨的主要難題。技術(shù)人員以地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、礦山壓力控制理論為指導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)代非線性分形理論及計算機(jī)科學(xué)理論，采用理論研究、實驗研究、工程實踐、數(shù)值分析等綜合手段，在總結(jié)礦井水文地質(zhì)條件特征基礎(chǔ)上，揭示了干擾狀態(tài)下復(fù)合含水層是構(gòu)成礦井底板突水的主要水源。采用斷層影響因子分析法，進(jìn)行了煤層開采突水危險性分區(qū)，基于分形理論研究了井田內(nèi)斷裂構(gòu)造分?jǐn)?shù)維特征，揭示了斷裂構(gòu)造對井田內(nèi)奧灰?guī)r溶系統(tǒng)發(fā)育的控制作用。采用多種方法深入研究的底板破壞深度，并通過計算機(jī)數(shù)值模擬及實測研究證明了損傷底板破壞深度計算公式的可適用性。在系統(tǒng)總結(jié)注漿改造技術(shù)的基礎(chǔ)上，揭示了FCL-C漿液在大面積底板注漿改造中的可應(yīng)用性，以及自動跟蹤控制注漿監(jiān)測技術(shù)的先進(jìn)性。

二、項目創(chuàng)新點

1.利用斷層影響因子法和斷層分維法，對井田下組煤復(fù)合含水層在干擾狀態(tài)下底板突水危險性進(jìn)行了定量分區(qū)劃分，進(jìn)行了斷裂構(gòu)造對底板突水危險評價從定性到定量的探索。

2.應(yīng)用分形理論對井田內(nèi)斷裂構(gòu)造分?jǐn)?shù)維進(jìn)行了系統(tǒng)研究，揭示斷裂構(gòu)造對井田內(nèi)奧灰?guī)r溶—裂隙系統(tǒng)在橫向延展分布方向和縱向發(fā)育深度的控制和影響作用。

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3.通過理論計算、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實測相結(jié)合的方法，確定了煤層開采的底板破壞深度，提出了下組煤底板因遭受原始的損傷破壞作用而導(dǎo)致開采過程中礦山壓力對底板破壞深度明顯增加。

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三、應(yīng)用效果

該技術(shù)在某煤礦應(yīng)用后，已安全采出煤炭150萬噸，新增產(chǎn)值9.0億元，利稅3.6億元。杜絕了突大水及人身事故，解放了受水威脅煤量，提高了資源回收率，保護(hù)了地下水資源，延長了礦井服務(wù)年限，經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著。