40000字硕士毕业论文基于地理信息系统的顶板岩石稳定性定量评价

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：顶板,煤层,沉积

论文概述：

本课题在矿井资料整理、统计及分析的基础上，从8煤层顶底板岩石特征及组合特征入手，分析了8煤层顶板沉积体系及沉积相特征，总结了s煤层顶板岩石分布特征，结合岩石物理、力学性质参

论文正文：

简介

1论文研究意义

本项目来源于安徽理工大学淮北矿业有限公司2010年研究计划，根据煤层顶板的工程地质性质，科学的生产组织和管理能够创造安全高效的生产局面。否则，将给煤矿安全生产带来巨大隐患，甚至造成人员伤亡。在综合考虑芦岭矿区地质构造和应力场的基础上，在研究顶板岩性群特征的基础上，利用数值模拟技术模拟了8号煤层的开采顶板，并借助地理信息系统对其稳定性进行了定量综合评价。这对煤矿支架的选择和采煤方法的决策具有指导作用，可以保证工作面的安全生产，减少顶板事故，改善工作面的安全生产状况。

2国内外研究趋势

2.1国外研究现状

沉积学理论于20世纪70年代被艾略特、费尔姆、霍恩、海伯特等学者引入顶板稳定性研究，并分析了河道作用和裂隙扇沉积对顶板稳定性的影响。Houseknecht和其他学者在20世纪80年代初进一步将沉积条件与煤与瓦斯突出和煤层变化联系起来。杜鲁门和霍恩已经开始应用这样的研究成果来指导生产。研究发现，影响顶板岩层稳定性的主要沉积地质因素包括侵蚀和凸顶、滑动面、划痕、砂泥岩与薄煤层互层等。他们还发现煤层顶板岩层的厚度和岩性在垂直和水平方向上变化很大。在采煤过程中，岩煤突出往往发生在基性顶板砂岩和页岩之间的过渡部位。Petranoff t.v .和damberger h.h .指出，煤层顶板的质量取决于各种岩石类型的内部联系、早期沉积中的压实作用、同沉积构造和后期构造特征等。大多数顶板特征可能与沉积或早期压实过程有关，后期构造运动在强化这些早期特征方面发挥了作用。20世纪90年代，剪切阿尔文虚拟现实。(1993)得出结论，煤矿遇到的大多数顶板控制问题可归因于诸如开采煤层的围岩沉积或早期压实强度和后期结构特征等因素。仪器探测法用于地质结构复杂的矿区，如利用地质雷达探测工作面前方的地质结构和地质异常。在鲁尔区，德意志联邦共和国采用结构成因分析、槽波地震等方法分析和预测工作面前方的结构和顶板稳定性。

2.2国内研究现状

国内一些学者从含煤地层的沉积环境出发，在分析煤层和顶板的形成及顶板岩体的沉积条件的基础上，根据不同的沉积模式建立了区域沉积模式与顶板稳定性的关系，认为两个倾角相反的断层会产生分层的三角形岩块，这对顶板管理极为不利。煤层顶板的岩性和组合由沉积环境的变化决定。不同的沉积环境会造成煤层顶板稳定性的明显差异。煤层顶板通常包含煤线和碳质泥岩，形成复合顶板。这种顶板类型容易引起沿薄弱结构面的顶板渗漏和冒顶事故。近年来，一些学者从工程地质分析方法入手，提出了一种定量评价煤矿巷道围岩稳定性的新方法。首先，选取四个主要影响因素:岩石强度、结构面、水对岩体的影响以及原岩的地应力状态，然后将这四个指标综合成一个分类图。丁书立[[等进行了单因素分析和综合评价研究方法:根据能够反映某一区域某一段岩石(体)工程稳定性的一些独立因素或变量，如从钻孔数据中获得的岩石单轴抗压强度、层状厚度、裂缝发育程度、岩性、岩层环境、岩心完整性、岩心回收率等信息。，然后分析这些单一因素的评价结果，剔除粗和细，剔除假，保留真。然后进行综合评价，有效削弱各种技术因素、自然因素和人为因素的影响，使最终分析结果能够更准确地反映顶板岩石工程稳定性的实际情况。此外，其他用于煤层顶板稳定性分析的研究方法包括层次分析法、神经网络、模糊聚类、物理模拟和数值模拟。

2.3地理信息系统资源评价系统研究

地理信息系统在中国矿产资源评价中的应用始于20世纪80年代中期。原余伟地质矿产研究所将地理信息系统技术应用于川西扬子地台西缘中型区域矿产资源评价。近年来，我国地理信息系统资源评价取得了显著成效。地理信息系统作为一个集地理信息采集、存储、管理和分析于一体的计算机系统，不仅可以有效地集成和管理各种属性数据和图形数据，还可以利用分析和检索功能为危险源预警提供强有力的技术支持。国土资源部组织了地理信息系统应用系统的二次开发研究，初步建成1/50万和20万国家地球化学勘查数据库，完成了近一半的1/20万国家数字地质图，建立了国家矿产资源远景评价信息系统和[矿产资源储量数据库。随着数据的不断积累、评价方法的不断深化和硬件设备的不断完善，地理信息系统必将在矿产资源评价的实际工作中发挥越来越重要的作用。

2研究领域的背景...................20-33
2.1雷场定位、运输和生产...................20-22
2.2地层...................22-26
2.2.1区域地层...................22[/比尔/] 2.2.2雷场地层和含煤情况...................22-26 [/BR/] 2.3矿山地质构造特殊...................26-33
2.3.1折叠功能和控制...................28-30 [/BR/] 2.3.2故障特征和控制...................30-31 [/BR/] 2.3.3结构应力场特征...................31-33
3屋顶沉积特征...................33-44[/比尔/] 3.1岩石结构...................33-35[/比尔/] 3.1.1砂岩颗粒概率曲线类型...................33-34
3.1.2层理泥岩中微量元素含量...................34-35[/比尔/] 3.2...................35-37[/比尔/] 3.3测井曲线特征和...................37-38
3.48煤层顶板砂体形态及沉积作用...................[39-44/br/]3.5下石盒子组...................38-39
3.5.1...................41-42
沿海冲积平原弯曲河流沉积3.5.2浅水三角洲沉积...................42-44
4顶板岩体结构特征...................44-56 [/BR/] 4.1顶板沉积岩体结构及其稳定性...................44-46
4.2结构平面发展特征和...................46-50 [/BR/] 4.2.1主要结构发展...................46-48 [/BR/] 4.2.2小断层发育特征...................48-50

结论
在对矿井资料进行整理、统计和分析的基础上，本课题从8煤层顶底板的岩石特征和组合特征入手，分析了8煤层顶板的沉积体系和沉积相特征，总结了8煤层顶板的岩石分布特征，结合岩石物理力学性质参数的确定，分析了不同沉积相顶板的岩石受力特征，并利用RFPAZD软件对8煤层不同顶板组合特征区域的顶板冒落特征进行了数值模拟。在研究8号煤层顶部岩石成分、结构和地质构造的基础上，运用地理信息系统技术和模糊评价方法，对研究区8号煤层顶板稳定性进行了综合定量评价。该项目的主要成就如下:
1。分析了研究区8号煤层顶板的沉积环境和岩相组成。通过对8号煤层顶板主要岩石矿物组成、砂岩结构特征、泥岩微量组成、岩层层理特征和顶板砂体分布特征的详细研究，提出研究区8号煤层是一个高构造浅水三角洲沉积体系，煤层顶板发育前三角洲泥、三角洲前缘席状砂和下三角洲河道沉积。根据三角洲沉积相序列，总结了研究区8号煤层顶板不同岩相组合类型。浅水三角洲沉积体系中，河道相发育，容易冲刷三角洲下部单元，该区许多地方发育的河道砂岩覆盖第8煤层。