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該項目屬于底板帶壓開采礦井水害防治領(lǐng)域。以帶壓開采指示層理論為基礎(chǔ)，采用數(shù)理統(tǒng)計、水文地球化學(xué)、現(xiàn)代測試技術(shù)和多元地學(xué)信息復(fù)合技術(shù)等手段，多角度綜合研究四灰?guī)r溶發(fā)育規(guī)律和富水性?；凇皹?gòu)造分形-突水系數(shù)-含水層富水性”的脆弱性指數(shù)法，采用分形分維、層次分析和多元地學(xué)信息復(fù)合技術(shù)等手段，對四灰底板突水危險性進(jìn)行評價研究，并提出帶壓開采防治水措施。

項目主要研究內(nèi)容及成果：

1. 采用薄片鑒定、X射線衍射(XRD)和X射線熒光光譜(XRF)測試方法，對四灰?guī)r性、成分進(jìn)行了系統(tǒng)分析。結(jié)果表明：四灰可溶蝕能力較好，巖溶相對發(fā)育，是富水性較好層段。

2. 根據(jù)勘探及生產(chǎn)階段施工的68個鉆孔資料統(tǒng)計，沖洗液漏失量平面分布總體趨勢是井田淺部四灰沖洗液漏失量高，深部（北部）沖洗液漏失量少，巖溶發(fā)育率為72%。

3. 勘探及生產(chǎn)階段水質(zhì)分析資料表明，四灰含水層主要陰離子成分為SO?2?，主要陽離子成分為Na?、K?和Ca2?，礦化度大于1g/L。項目研究期間采集8個四灰水樣，pH值呈中性-弱堿性，礦化度為2602～3944mg/L，平均值2974mg/L，屬于高礦化度水，水質(zhì)類型為SO?-Ca-Na型，反映四灰水質(zhì)演化過程復(fù)雜，補徑排條件不夠順暢。

4. 項目研究期間采集8個四灰水樣，采用三維熒光光譜(3DEEM)對四灰水含有的有機質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：四灰水含有富里酸、絡(luò)氨酸、腐殖質(zhì)和色氨酸等有機質(zhì)，上述熒光特征深化了對四灰水質(zhì)成分的認(rèn)識，可以作為四灰水水質(zhì)識別的依據(jù)。

5. 四灰?guī)r溶發(fā)育程度呈現(xiàn)垂向分帶特征。采用最小二乘法與多項式對-700m以上區(qū)段巖溶發(fā)育程度進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，結(jié)合放水試驗和西風(fēng)井排水試驗分析，對井田四灰?guī)r溶發(fā)育進(jìn)行了垂向分帶。-350m以上四灰?guī)r溶發(fā)育，為強巖溶發(fā)育帶；-350m～-550m為中等巖溶發(fā)育帶；-550～-650m為巖溶弱富水帶；-700m基本屬于巖溶發(fā)育的底界。

6. 綜合考慮影響四灰含水層富水性的多種因素，將四灰含水層沖洗液漏失量、巷道掘進(jìn)揭露四灰含水層情況、井下四灰含水層放水孔情況進(jìn)行復(fù)合疊加，兼顧單位涌水量大小，對張雙樓井田四灰含水層富水性進(jìn)行平面分區(qū)，劃分為中等富水區(qū)、弱富水區(qū)、極弱富水區(qū)。

7. 根據(jù)張雙樓煤礦地質(zhì)、構(gòu)造、水文地質(zhì)等條件的綜合分析，建立了7、9煤底板四灰突水脆弱性評價層次結(jié)構(gòu)模型。底板突水危險性為目標(biāo)層A；承壓含水層、底板隔水層和地質(zhì)構(gòu)造作為模型的準(zhǔn)則層B；四灰含水層單位涌水量、突水系數(shù)及斷層分形維數(shù)作為模型的決策層C。

8. 基于上述層次結(jié)構(gòu)模型，課題組創(chuàng)新性地提出基于“構(gòu)造分形-突水系數(shù)-含水層富水性”的脆弱性指數(shù)法評價底板突水危險性。

9. 根據(jù)7、9煤底板突水脆弱性評價結(jié)果，將7、9煤底板突水危險性劃分為脆弱區(qū)、較脆弱區(qū)、過渡區(qū)和安全區(qū)，分區(qū)結(jié)果與實際突水位置擬合較好，評價結(jié)果比較理想。

項目研究成果豐富了底板突水脆弱性評價理論，對于徐州礦區(qū)乃至華北類似水文地質(zhì)條件礦區(qū)的礦井水害防治具有重要意義和推廣價值。所取得的社會和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

該項目屬于底板帶壓開采礦井水害防治領(lǐng)域，以帶壓開采指示層理論為基礎(chǔ)，采用數(shù)理統(tǒng)計、水文地球化學(xué)、現(xiàn)代測試技術(shù)和多元地學(xué)信息復(fù)合技術(shù)等手段，多角度綜合研究四灰?guī)r溶發(fā)育規(guī)律和富水性。基于“構(gòu)造分形-突水系數(shù)-含水層富水性”的脆弱性指數(shù)法，采用分形分維、層次分析和多元地學(xué)信息復(fù)合技術(shù)等手段，對四灰底板突水危險性進(jìn)行評價研究，并提出帶壓開采防治水措施。 該項目主要研究內(nèi)容及成果包括： (1)采用薄片鑒定、X射線衍射(XRD)和X射線熒光光譜(XRF)測試方法，對四灰?guī)r性、成分進(jìn)行了系統(tǒng)分析，結(jié)果表明：四灰可溶蝕能力較好，巖溶相對發(fā)育，是富水性較好層段。 (2)根據(jù)勘探及生產(chǎn)階段施工的68個鉆孔資料統(tǒng)計，沖洗液漏失量平面分布總體趨勢是井田淺部四灰沖洗液漏失量高，深部(北部)沖洗液漏失量少，巖溶發(fā)育率為72％。 (3)勘探及生產(chǎn)階段水質(zhì)分析資料表明，四灰含水層主要陰離子成分為SO₄^2-，主要陽離子成分為Na⁺、K⁺和Ca²⁺，礦化度大于1g/L。項目研究期間采集8個四灰水樣，pH值呈中性-弱堿性，礦化度為2602～3944mg/L，平均值2974mg/L，屬于高礦化度水，水質(zhì)類型為SO4-Ca-Na型，反映四灰水質(zhì)演化過程復(fù)雜，補徑排條件不夠順暢。 (4)項目研究期間采集8個四灰水樣，采用三維熒光光譜(3 DEEM)對四灰水含有的有機質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明：四灰水含有富里酸、絡(luò)氨酸、腐殖質(zhì)和色氨酸等有機質(zhì)，上述熒光特征深化了對四灰水質(zhì)成分的認(rèn)識，可以作為四灰水水質(zhì)識別的依據(jù)。 (5)四灰?guī)r溶發(fā)育程度呈現(xiàn)垂向分帶特征，采用最小二乘法與多項式對-700m以上區(qū)段巖溶發(fā)育程度進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，結(jié)合放水試驗和西風(fēng)井排水試驗分析，對井田四灰?guī)r溶發(fā)育進(jìn)行了垂向分帶，-350m以上四灰?guī)r溶發(fā)育，為強巖溶發(fā)育帶，-350m～-550m為中等巖溶發(fā)育帶，-550～-650m為巖溶弱富水帶，-700m基本屬于巖溶發(fā)育的底界。 (6)綜合考慮影響四灰含水層富水性的多種因素，將四灰含水層沖洗液漏失量、巷道掘進(jìn)揭露四灰含水層情況、井下四灰含水層放水孔情況進(jìn)行復(fù)合疊加，兼顧單位涌水量大小，對張雙樓井田四灰含水層富水性進(jìn)行平面分區(qū)，劃分為中等富水區(qū)、弱富水區(qū)、極弱富水區(qū)。 (7)根據(jù)張雙樓煤礦地質(zhì)、構(gòu)造、水文地質(zhì)等條件的綜合分析，建立了7、9煤底板四灰突水脆弱性評價層次結(jié)構(gòu)模型，底板突水危險性為目標(biāo)層A；承壓含水層、底板隔水層和地質(zhì)構(gòu)造作為模型的準(zhǔn)則層B；四灰含水層單位涌水量、突水系數(shù)及斷層分形維數(shù)作為模型的決策層C。 (8)基于上述層次結(jié)構(gòu)模型，課題組創(chuàng)新性地提出基于“構(gòu)造分形-突水系數(shù)-含水層富水性”的脆弱性指數(shù)法評價底板突水危險性。 (9)根據(jù)7、9煤底板突水脆弱性評價結(jié)果，將7、9煤底板突水危險性劃分為脆弱區(qū)、較脆弱區(qū)、過渡區(qū)和安全區(qū)，分區(qū)結(jié)果與實際突水位置擬合較好，評價結(jié)果比較理想。 項目研究成果豐富了底板突水脆弱性評價理論，對于徐州礦區(qū)乃至華北類似水文地質(zhì)條件礦區(qū)的礦井水害防治具有重要意義和推廣價值。所取得的社會和經(jīng)濟(jì)效益顯著。