煤层底板含水层突水危险性评价及防治对策

根据平煤八矿己组煤底部的L2灰岩含水层、L7灰岩含水层和寒武灰岩含水层的地质和水文钻孔资料,通过分析己组煤底板含水层的水位标高及己组煤与含水层的距离,利用突水系数法对L2和L7薄层灰岩含水层以及寒武厚层灰岩含水层的突水危险性进行评价和突水危险性分区,结合断层的发育情况设计底板灰岩水的防治水方案,制定了己组煤底板含水层的疏水降压、岩层井下注浆加固和井下强排水的防治水方案,为矿井己组煤安全生产奠定了基础。     

郑州矿区突水模式及防治对策研究

为了降低郑州矿区煤炭生产期间突水的危险性,系统分析研究了郑州矿区致突模式和提出基于突水模式的防治对策.在分析郑州矿区历年21次突水案例的基础上,根据突水通道和突水水源将突水模式分别划分为3大类4个亚类和两大类.基于具体的突水模式,提出了具体的防治对策.研究结果表明,依据突水通道将突水模式划分为3大类,即断层致突型、褶皱致突型和采动裂隙致突型,再根据规模大小以及地层空间关系可分为4个亚类,分别为滑动构造顶板裂隙致突模式、大中型断层直接对接含水层型突水模式、大中型断层—隔水层厚度变薄型突水模式、小型断层致突模式.依据突水水源将突水模式划分为两类,分别为老空水致突模式和高水压含水层水致突模式,并指出电法(包括瞬变电磁和高密度电法)为各个致突模式防治的必选对策.     

示踪试验在矿山岩溶通道探查中应用

为了查明张集矿A组煤层底板灰岩含水层突水通道及含水层水力联系,向奥陶系灰岩含水层投放NH4Cl、KI 2种示踪剂,同时向寒武系灰岩含水层投放食用胭脂红示踪剂,并在在突水点处按一定间隔采集样品,分析离子浓度及分光度随时间变化关系曲线,研究表明:奥陶系灰岩含水层中存在4条岩溶通道,寒武系灰岩含水层存在3条岩溶通道,且不同含水层水力存在一定的水力联系,突水水源为多种水源混合。     

基于改进模糊层次分析法的煤层底板突水危险性评价

为了使平煤五矿二1煤层能够安全开采,通过分析矿区地质、水文地质条件,选取寒灰含水层水压、富水性、底板有效隔水层等效厚度、脆性岩厚度和断层分形维数作为底板突水的主要影响因素,并采用改进模糊层次分析法(IFAHP)确定各因素的权重,建立煤层底板突水评价模型,对底板突水危险性进行分区。结果表明:五矿寒灰突水危险性由东向西先增强、后减弱,且以己四采区的突水危险性最高。     

朝川矿一井21070工作面突水原因分析

朝川矿一井水文地质条件复杂,二1煤层安全开采受到底部石炭系太原组薄层灰岩和寒武系灰岩岩溶承压水突水威胁。在二1-21070工作面回采过程中,发生1次底板涌水量为740 m3/h的突水事故。从突水位置及其附近断层、地层结构上看,突水水源可能是石炭寒武系灰岩岩溶水,但通过水质识别、水量和水位动态资料分析,并结合井田水文地质条件综合判断,突水水源实际是小煤窑采空区积水,通过采动裂隙及断层以越流方式间接补给了煤层底板岩溶水。通过采用充填法对小煤窑井口进行处理,并对工作面断层附近底板进行了注浆加固,使二1-21070工作面实现了安全开采。     

张村矿断层突水特征分析研究

 针对张村矿断层突水问题,分析了矿区断层分布规律。基于距离判别法对张村矿主要影响断层突水等级进行了判别分析,结果表明：因煤层与太原组石灰岩之间的隔水层太薄,小于底板采动破坏深度,太原组石灰岩水比寒武系石灰岩水更容易发生突水;断层落差越大,在高水压作用下突水或涌水量会增大,因为断层的落差大小决定了其切割深度,其富水性会越强。分析结果与矿区实际情况和瞬变电磁探测结果是吻合的。根据研究结果提出矿区断层突水防治措施,对于矿井安全生产具有一定的指导意义。     

含水层水压对底板断层突水危险性的影响

随着煤矿开采深度的增加,受奥灰岩溶底板高承压水的威胁日趋严重,矿井突水事故的频率不断增加。建立了弹塑性多孔介质渗流应力耦合模型,并基于多物理场耦合模型软件COMSOL Multiphysics,结合徐州某矿突水实例,分析了含水层水压的变化对含断层底板突水危险性的影响。研究表明:随着含水层水压的增大,岩体介质的有效应力减小,岩体强度降低并容易产生塑性破坏;含水层水压越大,底板的塑性破坏区范围越大,含断层底板的突水危险性越大。研究结果可为承压水上采煤底板断层突水的防治提供参考。     

登封矿区寒武系灰岩水赋存特征及防治对策

对登封煤田西部矿区煤系地层直接下伏寒武系灰岩含水层的水文地质条件进行调查分析，提出了寒武系地层的层选性、不均一性、各向异性的富水性分布规律和特征，矿区内寒灰水主要以“管道流”为主。针对寒灰水水害特点，提出了防治寒武系灰岩水“浅部以疏为主、中部疏堵结合、深部注浆加固”的具体防治对策及保障措施。     

煤矿砂岩水文地质特征及含水层突水危险性评价分析

以某煤矿矿区砂岩含水层为例,根据煤矿砂岩补勘资料和放水试验资料,综合分析煤矿砂岩含水层水文地质特征,并分别采用突水系数法和脆弱性指数法对砂岩含水层突水危险性进行评价分析。根据研究结果显示,某煤矿矿区富水性表现为东部强、西部弱的特征,富水性最强分区为第一分区;矿区东南部区域突水危险性最高,西部区域突水危险性较小;18^#煤层含水层正常涌水量和最大涌水量分别为1 200.79、1 860.84 m³/h。     

平顶山矿区灰岩水区域治理实践

从平顶山矿区灰岩承压水防治需要出发,分别以突水系数计算公式和斯列萨列夫公式为判据,相应地提出了以矿井突水危险性分区和开掘工作面突水危险性评价等为核心的灰岩承压水突水危险性分区的概念,为灰岩水区域治理搭建了平台。在矿区水文地质单元划分的基础上,对一、二煤层的突水危险性进行了区划;针对不同单元的突水危险性,结合水文地质特征,确立了各自的区域治理原则、目标、治理思路,规划了相应的治理工程。     

基于多变量的太灰含水层突水风险性分类判别研究

太灰含水层为华北型煤田的下组煤开采直接充水含水层,下组煤层开采时,在具有强水源补给或接近导水通道的部位,常会发生较大的灾害性突水事故.针对近年太灰含水层突涌水事故,从矿井水文地质条件、突水事故经过、原因、特点等方面进行统计分析,确定突水系数、含水层富水性、补给条件、断裂构造是否导通煤层及层位关系为太灰含水层突水风险分类...     

单家村煤矿八采区奥灰突水机理研究

本文以单家村煤矿八采区奥灰滞后突水实例为主,分析了大小组合断层共同作用形成地垒、造成奥灰上抬出露于巷道,引发滞后出水的突水原因;结合奥灰水文观测孔长期、动态观测数据,分析得出了八采区奥灰含水层特征,最终研究得出地质资料不准确导致采掘活动直接揭露奥灰引发突水、断层抬升奥灰含水层,导致3煤层与下部含水层之间隔水层厚度不足引发奥灰突水、采掘活动引起断层活化,改变其导水性引发奥灰滞后突水三条奥灰突水机理。研究成果填补了兖州煤田区域巷道掘进过程中断层导致奥灰滞后突水方面的空白,为八采区水害防治工作提供了技术依据,也为同类受水害威胁的矿井提供了重要借鉴。     

突水系数法分析预测煤层底板突水危险性的探讨

为了预测煤矿深部带压开采奥灰突水危险性,合理划分危安区。研究了华北型煤田特征、模拟试验及相关资料,对以往突水系数公式进行了综合分析对比,在此基础上,提出突水系数修正公式,并对高家塔煤矿9号煤层带压开采奥灰突水危险性及危安区进行了预测、划分。结果表明：突水系数可由0.043~0.091 MPa/m修正为0.067~0.127 MPa/m,突水性分区可由相对安全区-相对危险区修正为相对危险区-危险区。实际生产矿井带压开采突水事故证明了突水系数修正公式的合理性。     

基于微震信号突变分析的底板断层突水预测

为了探索承压水上底板采动断层活化破坏特征,预防底板断层活化突水,利用微震监测技术对工作面底板采动断层进行了连续动态监测。结果表明：当工作面推进距断层约60 m时,断层就出现活化迹象,且随着工作面的推进,断层活化程度及破坏范围增大;底板断层活化破坏深度达到30.4 m,接近无断层底板破坏深度的2倍,活化破碎的断层带更容易形成导水通道诱发工作面底板突水。基于承压水上采动断层活化破坏特征信号,利用Origin数据处理软件对微震监测的底板断层活化破坏深度数据进行了4次多项式拟合,应用基于突变理论推导的底板采动岩体失稳突水判据对其进行了突变分析。依据分析预测结果,并结合放水孔水量、水温等信息,及时注浆加固了底板断层活化破坏区域,使工作面顺利推过断层区域,实现承压水上断层区域工作面的安全带压开采。     

哈拉沟煤矿22402工作面初采期溃水溃沙机理及防治技术

结合哈拉沟煤矿22402工作面初采期煤层覆岩结构特征,对该工作面溃水溃沙事故的原因进行了分析,并提出了对应的防治措施。结果表明,22402工作面初采期煤层覆岩属单一关键层结构,关键层破断发生滑落失稳导致其上覆岩层整体断裂下沉,导水裂隙带导通了含水层与工作面,含水层水带动其上部沙粒溃入工作面而发生溃水溃沙事故。据此从开采前、开采期间和事故应急抢救3个方面,提出了工作面溃水溃沙事故的防治技术。     

蒋庄煤矿太原组煤层开采底板突水危险性分区分级研究

华北地区越来越多的煤矿将要开采太原组下部煤层,基底奥灰突水危险性随之增加。为合理评价滕州矿区蒋庄煤矿162、163采区太原组16煤底板奥陶突水危险性,在分析采区地质及水文地质特征的基础上,利用基于GIS的AHP型"脆弱性指数法",选取奥灰(富水性与水压力)、断裂构造(密度、断层交点和端点的分布、断层规模指数)和有效隔水层厚度因素作为评价指标,建立预测模型。应用本模型对研究区奥灰突水危险性进行了分区分级,分为安全、较安全、较危险和危险四个等级,对每个等级的分布进行了分区。经验证,预测效果符合实际,并与"突水系数法"预测结果相比,更详细、具体。分区分级结果有助于指导矿井16煤开采防治水工作。     

断层影响下底板突水危险性预测

采动底板断层突水危险性预测与评价是煤矿底板突水灾害防治的基础和依据。针对断层诱发底板突水问题,基于岩体极限平衡理论,综合考虑断层本身性质和矿山压力中应力降低区的作用,得出底板隔水层的极限水压解析式,提出突水力学判据。结合工程背景,基于多物理场软件COMSOL Multiphysics建立数值模型,计算了隔水层中承受的实际水压。基于突水力学判据,该矿底板隔水层所承受的极限水压大于隔水层中承受的实际水压,底板隔水层完整,不发生突水。结果表明:底板断层突水危险性预测结果与实际开采过程中结果相吻合。     

白象山铁矿东西大巷突水因素与防治措施剖析

白象山铁矿是极复杂富水难采矿山,大断层、隐伏小断层、裂隙节理及封堵不良钻孔等突涌水因素危害矿床开发。以-495 m水平东西大巷的展布为出发点,充分挖掘现有地质资料绘制了两大巷纵剖面图,重点对大巷在含水层掘进及与断层交汇的突水危险性进行了剖析,探讨了在高断层水压条件下探水防水的方法技术。同时,结合封堵不良钻孔的深度特征、分布状况及突水机理,有针对性地提出直接封堵和间接封堵两种封堵方式。以期为白象山铁矿基建和开采以及国内类似矿山提供参考。     

复杂地质条件下特厚煤层综放开采突水危险性分析

老虎台矿开采煤层最大厚度130 m,采区大型断裂带14条,开采历史80余年,水文地质条件复杂。应用Midas-GTS有限元分析软件及实际工程资料分析了老虎台矿开采的突水危险性,详细分析了突水水源及突水通道。突水水源包括第四纪冲积层含水层、地表水、移动盆地中积水、断层水及老采区水;突水通道主要是受开采影响形成的导水裂隙带及活化的断层。通过分析得出现今73003^#及73004^#开采工作面突水危险性很高,须采取必要措施方可继续开采。