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大同塔山井田白洞试验区石炭二迭系3#煤层首采区上部的侏罗系煤层基本开采完毕，形成了大面积的采空区，采空区内可能存在大量积水为3#煤层开采留下了积水隐患。另一方面3#煤层首采区下伏寒武-奥陶系灰岩厚度较大，岩溶水静止水位高于煤层底板近200-300m，面临着岩溶水的带压开采。研究的方法、技术路线、内容及取得成果水平：1、进一步调查研究试验区地质构造和水文地质条件，包括上部采空区积水范围。2、研究白洞试验区3#煤层首采区顶板裂隙水文地质条件及模拟开采动态变化。3、研究3#煤层首采区三维地应力场空间分布及采动变化特点。4、初步查明3#煤层底板至奥灰顶面的岩体的工程力学性质。5、3#煤层首采区突水危险性预测。6、对塔山井田主采水害危险性继续初步分析。经专家组鉴定本项科研成果达到国内先进水平。 主要技术性能指标： 1、研究区横跨于区域南北水文地质单元的地下分水岭处，研究结果探明区内3#煤层上部不存在采空区积水现象，3#煤开采时顶板导水裂隙带高度值：在远离火成岩墙、无断层部位高度为22mm，在火成岩墙附近为46mm；2、3#煤开采底板破坏深度为：远离火成岩墙区为17.22～32.3m，火成岩墙附近约为61.63m；承压水导水带高度为22.42m。水平最大主应力为25.41～29.99MPa，方向319.42 ～324.08 ；中间主应力8.75 Mpa，为垂直方向；最小主应力3.05～3.07 Mpa，方向229.42 ～234.08 。创新点： 1、将AE声发射地应力测试技术应用于煤层开采时底板的原岩应力的测量，并用于数值模拟计算。 2、应用ADINA-T有限元程序模拟3#煤顶板开采时K3砂岩的三维渗流裂隙网络和3#煤顶底板开采时的应力场变化，研究其变形破坏特征。 试验应用情况： 研究成果应用于生产实践后，更易于确定矿井经济合理的主排水设备，避免初期为安全投入过大的排水设备，以及大设备运行带来的能耗、维护、使用费用的增加。另外每个工作面至少省去4个探放水钻孔的投入，对于白洞试验区，综合经济效益动态估算折合现值约320 万元。 实施该课题的作用意义： 本项成果对于开展大同塔山井田试验区的水文地质条件的研究，预测试验区开采突水的危险程度大小，对现开采范围以及塔山井田今后的开采规划，具有重要的指导意义。
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