黄土地区煤矿地表水防排水研究

目前国内对煤矿水害及防治研究多集中于对地下水水源产生的水害研究,对地表水诱发的煤矿水害研究较少。文章重点关注北方黄土地区煤矿地表水防治问题,为黄土地区的煤矿地表水害提供防治措施。通过对中煤平朔集团安家岭煤矿的研究,利用概率积分法、FLAC3D数值模拟方法对安家岭井工1矿4106~4109工作面地表移动规律进行研究模拟,预测开采后地表变形情况和平均影响半径,评价采动区内地表水渗漏的危险性。结果表明:根据经验公式与数值模拟方法计算采区"两带"(垮落带与导水裂缝带)发育高度约为171.8 m;采煤产生的地表积水区与导水裂缝带会对煤矿开采产生威胁;采取拦截工作面以外外围来水,就近取土适时填筑凹陷区,及时排除渗入矿井内部的积水等措施解决地表水渗漏问题对煤矿安全生产的影响。     

神东矿区现代煤炭开采技术下地表生态自修复规律研究

 本文通过对神东矿区现代煤炭开采（超大工作面）不同扰动程度下地表变形和裂缝、地形、地表水、地表植被的持续动态监测,揭示了地表动态裂缝宽度自修复周期以及裂缝周边土壤水分恢复周期规律。研究表明,超大工作面显著增加了开采造成的地表稳定下沉区的面积和范围,显著提高了地表生态自修复能力。植被自修复能力草本＞灌木＞乔木,草本基本恢复到开采前状态,为解决矿区水环境改善、水资源供需矛盾以及区域经济可持续发展等提供了科技支撑。     

跃进煤矿水害规律与防治对策

分析并总结了跃进煤矿的主要水害及其规律,随着采掘活动由一水平向二水平转移,矿井主要水害由地表水、小窑水等转为顶板砂(砾)岩水。针对不同水害,提出了封填小煤窑井筒、充填地表塌坑和裂缝、建筑防水闸墙、瞬变电磁勘探、提前预疏放、完善排水系统等对应的防治水措施。指出顶板砂(砾)岩水的防治是今后矿井防治水工作的重点和难点,防治顶板水可立足于"排",并同时采取其它措施。     

浅埋煤层穿越河道采煤的实践与研究

为防止煤层回采过程中地表水通过导水裂缝带流入井内,威胁矿井安全,基于神府矿区柠条塔煤矿N1201工作面新民沟区域富水区水文地质条件,运用经验公式计算出该工作面回采后,工作面上方地表河流段会形成塌陷区,塌陷后的导水裂缝带高约60 m,使工作面与地表相贯通,通过SF6气体试验得以证实。为此采用在井下设置排水仓、地表安设排水管道、河道裂缝处开挖充填等综合技术防止地表水向井下下渗,结果表明,回采过程中工作面涌水量仅较原来增加了4.7m3/h,实现了穿越河道浅埋煤层安全开采。     

煤矿开采沉陷对环境的影响

通过对地表沉陷变形特征:裂缝、塌陷、塌方、滑坡和挤压等不同形式的地表沉陷和变形规律的分析,提出了对地表移动变形的综合防治措施。     

黄土隧道的地表变形病害分析及治理

已建和在建的黄土地区的很多隧道出现了地表变形灾害,黄土隧道的地表变形一般有以下三种类型:地表裂缝,地表塌陷和陷穴、落水洞.基于黄土隧道的地质环境特性,分析了黄土隧道的地表变形的形成机制和防治的工程措施.     

采煤地裂缝对水土资源的影响研究

通过对采煤地裂缝深度和覆岩导水裂隙带高度计算,两裂缝没有贯通。但不同类型的地下水在地表均有露头,地裂缝、裂隙成为良好通道,煤矸石淋滤液污染物通过河水、地表水污染了地下水,地裂缝影响了土壤水的运移,造成植被破坏、水土流失。文章主要研究了采煤裂缝影响下土壤含水量的变化对农作物的影响,为矿区水土资源保护、土地复垦提供了一定的依据。     

察哈素煤矿3101工作面及地表漏风联合测试及其防治

察哈素煤矿地表处于沟壑地区,所开采3-1煤层属于易自燃煤层。3101工作面开采过程中,由于矿山压力显现强烈,联巷密闭产生了一定程度的破坏,同时由开采活动在地表产生了比较大的裂缝,形成了密闭和地表漏风隐患,对工作面的安全开采形成了威胁。测试了3101工作面联巷密闭压差,根据风量测试结果计算出采空区漏风率。通过在地表裂缝释放SF6,检测到了地表漏风,并计算出了地表裂隙的最大漏风风速。分析了存在漏风的原因,通过采取减风减压、提高密闭质量、填补地表裂缝等措施,减少了采空区漏风,有效防治了采空区煤炭自燃。     

羊场湾煤矿采动地裂缝发育特征及规律研究

采煤诱发的地裂缝是煤矿区最为常见的一种土地破坏形式,也是矿区土地复垦、生态环境修复所直面的一种灾害类型。准确掌握其发育规律、特征并对其进行预测是采煤沉陷治理的基础。以羊场湾煤矿为研究区,采用无人机航拍、野外调查和理论分析的方法对地表裂缝发育规律、特征及其与采矿地质条件的关系进行了归纳分析。结果表明:裂缝发育程度会随着开采深度的增加逐渐减弱,当开采深度大于350 m时平行开切眼裂缝几乎不再发育。平行巷道裂缝则以“环带”的形式发育,当开采深度大于550 m时,裂缝发育特征不再明显。地表裂缝发育范围可以简化为2个半椭圆和1个矩形的组合形状,并能通过地表移动变形参数和煤层埋深计算出地表裂缝发育范围。地表裂缝最大发育宽度随着采深采厚比的增加呈负指数形态减小。经拟合处理,得到了地表裂缝最大发育宽度预测公式。     

羊场湾煤矿采动地裂缝发育特征及规律研究?

采煤诱发的地裂缝是煤矿区最为常见的一种土地破坏形式，也是矿区土地复垦、生态环境修复所直面的一种灾害类型。准确掌握其发育规律、特征并对其进行预测是采煤沉陷治理的基础。以羊场湾煤矿为研究区，采用无人机航拍、野外调查和理论分析的方法对地表裂缝发育规律、特征及其与采矿地质条件的关系进行了归纳分析。结果表明：裂缝发育程度会随着开采深度的增加逐渐减弱，当开采深度大于350 m时平行开切眼裂缝几乎不再发育。平行巷道裂缝则以“环带”的形式发育，当开采深度大于550 m时，裂缝发育特征不再明显。地表裂缝发育范围可以简化为2个半椭圆和1个矩形的组合形状，并能通过地表移动变形参数和煤层埋深计算出地表裂缝发育范围。地表裂缝最大发育宽度随着采深采厚比的增加呈负指数形态减小。经拟合处理，得到了地表裂缝最大发育宽度预测公式。     

堰塞湖下特厚煤层综放开采安全性及采动影响研究

针对彬长矿区火石咀煤矿七采区地表堰塞湖下特厚煤层综放安全开采问题,采用现场实测、工程类比等方法研究分析了特厚煤层综放导水裂缝带发育高度,验算了水体下采煤防水煤岩柱尺寸,并类比开采案例分析了堰塞湖下采煤安全性。采用概率积分法计算了堰塞湖地表沉陷变形,预测了湿陷性黄土开采地表裂缝极限发育深度和采动扰动坡体稳定性。研究结果表明:彬长矿区特厚煤层综放导水裂缝带发育异常剧烈,裂采比达到20倍;堰塞湖下煤层顶板基岩厚度远大于所需安全防水煤岩柱尺寸,采取合理的技术措施可以实现地表水下安全开采;地表沉陷不会使堰塞湖淹没面积大幅增加。目前堰塞体稳定性良好,短期不会出现湖水漫坝情况。预测地裂缝最大发育深度达12.8 m,受地形影响堰塞体及湖底地裂缝发育受到抑制,不会导致堰塞湖水体渗漏。采动影响会扰动地表特别是东侧塬体的稳定性,地表沉陷和地裂缝会对临空坡体的崩落滑坡产生促进作用。     

浅埋厚煤层河下安全开采控水防治技术研究

为解决水体下浅埋厚煤层开采后,导水裂缝带直达地表,无法留设防水安全煤岩柱的问题,通过研究覆岩破坏规律、地表台阶裂缝分布特征和区域气象水文特征,提出了安全开采综合控水防治技术,采取了调整开采进度、限厚保护开采、地表治理与河道硬化修复等措施,成功实现泄洪河流下深厚比小于30的垮落法安全开采,解放河流压煤126.9万t.     

浅埋煤层过沟开采地表裂缝动态发育规律研究

为研究煤层在过沟开采时地表裂缝在不同位置的动态演化规律,以陕北某矿14210工作面为原型,运用相似材料模拟实验并结合VIC-3D系统研究了地表裂缝的发育特征。研究结果显示：沟谷处地表裂缝发育宽度先增大再急速减少最终闭合;左侧坡面与右侧坡面地表裂缝发育宽度先增大后小幅减少再趋于稳定;根据其发育位置与应变变化将地表裂缝分为左侧坡面张拉地表裂缝、沟谷挤压地表裂缝及右侧坡面张拉地表裂缝3类。通过对14210工作面过沟开采进行安全性预测可知：在过沟开采期间导致乌兰不拉沟泉水涌入工作面的因素大致分为裂缝宽度、裂缝分布密度、沟中水位、工作面推进速度4个因素。     

浅埋深薄基岩地表水体下厚煤层重复开采研究

浅埋深薄基岩工作面导水裂缝带存在导通含水层及地表水的可能性,最终造成工作面突水的威胁。基于鄂尔多斯某矿实际地质采矿条件进行分析,对煤层开采的覆岩破坏高度进行预计,针对地表水体留设了防水煤岩柱,最终得出了地表水体下厚煤层重复开采的方案,并实现了工作面的安全开采,为鄂尔多斯地区解决类似条件下煤炭资源的回采提供了参考。     

采动影响下地表渗水防治工程研究

为改善煤矿地表渗水的施工效果,研究了可用于地表预注浆的水性聚氨酯浆料对硬化的聚氨酯浆料拉伸性能,ANSYS/STUCTURAL的模拟结果表明开度对拉伸的影响最大,长度对拉伸的影响最小,聚氨酯浆料具有很好的拉伸性能,用于地表裂隙注浆除了保证当前的注浆效果,在采动影响下也有很好的效果,使地表水不至于流入地下煤层,从而为合理地防治水提供依据。     

金川二矿区地表裂缝沉降变化规律及形成机制分析

我国最大的充填法开采矿山?金川二矿区在采用胶结充填采矿法开采18年后发现了大范围的山体开裂和地表裂缝,引起了人们的关注。因此,研究充填法开采矿山地表裂缝沉降变化规律及形成机制成为一项重要课题。以实地踏勘调查与地表GPS监测的长期现场数据为依据,阐述了金川二矿区自2000年2月以来呈现大范围地表岩体沉降开裂的现象。通过裂缝区调查、测绘与槽探,揭示了地表裂缝区范围与特征;从沉降裂缝区的形成、岩体移动与变形规律及沉降裂缝发展趋势分析了金川二矿区地表裂缝沉降变形规律;由矿区地质构造、围岩应力分布出发,结合高强度采矿活动的影响,探讨了地表裂缝沉降的形成机制及影响因素。最后,对金川二矿区地表沉降开裂现象提出了认识与建议。     

厚松散层条件下开采引起的地表裂缝规律研究

采动裂缝是地表剧烈变形的现象,是地表变形与地形地貌及覆盖层综合作用的结果。本文根据两个矿区的实际裂缝观测实例,讨论了地表裂缝的分布形态和发生条件;分析了厚松散层条件下开采引起的地表裂缝特征。采用数值方法模拟岩层移动导致地表裂缝的过程,揭示了地表采动裂缝的动态分布规律。研究结果对于地表建筑物保护和土地整治具有指导意义。     

中深部煤层开采对地表生态环境的影响及修复提升途径研究

随着陕北侏罗系煤田持续开发,中深部煤层开采已成为当前和今后的重点,但目前对中深部煤层开采引发的地表生态环境损害尚不明确,且缺乏相应的生态环境修复提升途径研究。以榆神矿区为研究区,以中深部煤层开采典型矿井为研究对象,采用现场调查、理论分析等方法研究了中深部煤层对地表生态环境的影响。研究表明:(1)中深部煤层开采诱发的地表裂缝发育程度整体较弱,对地表的损害较小,面内裂缝会随着回采以"C"字型向前扩展,且具有"先开后合"的单峰活动特征,边界裂缝具有"只开不合"的单趋向活动特征;第四系沙土层中地表裂缝发育深度小于2.5 m,单位长度的深度差异在5～142 cm/m;(2)地表裂缝是影响地表生态环境的主要途径,裂缝不但会增加近地表水资源的下渗量,也会改变土壤水分的分布,减小20 cm以浅表土层的水分含量,增加40～60 cm深度区间的土壤水分,同时增加浅部表土层的有机质,使浅部土层由中性变为弱碱性,局部宽大裂缝会造成植被根系断裂、枯萎死亡,而短小裂缝则会增加禾本科植物(羊草)的丰富度;(3)提出了采前"一评两预"、采中"一追一减"、采后"三定一提"的生态环境修复提升体系架构,阐述了其内涵、内容和技术途径;在生态环境修复提升体系的指导下,给出了以自然修复为主的榆神矿区中深部煤层开采地表生态环境修复途径;结合榆神矿区中部生态环境现状,提出了"湿地建造"、"生态农业建设"以及"观赏园林建设"的生态环境提升途径。研究成果对中深部煤层采动影响区生态修复提升具有参考价值。     

煤矿工作面上方地表裂缝分布、宽度与水平变形之关系研究

煤矿工作面上方地表经常会出现一些裂缝,确定地表裂缝的分布、宽度及其与水平变形之间的关系,有助于对其引起的地面破坏进行预防和治理。通过对现场实测的裂缝分布情况的研究,得到了裂缝在平面上的分布形态、裂缝在宽度上的分布规律和裂缝与开采引起的地表变形的关系,并给出了相应的拟合公式。研究表明:开采引起的裂缝宽度与水平变形之间存在密切的相关;裂缝区与拉伸变形区对应;裂缝区裂缝宽度之和总是小于水平变形之和,仅有部分水平拉伸变形可以通过地表裂缝反映出来。     

地表采动裂缝发育与开采条件的关系数值模拟

采用离散元数值计算方法,模拟不同采厚、松散层厚度和采动程度等开采条件下地表裂缝的形成及分布规律.结果表明,煤层采深与采厚之比是地表裂缝产生与否的主要因素;松散层越厚地表产生裂缝可能性越小;开采充分性主要影响地表裂缝的分布位置;采动裂缝往往以裂缝带的形式存在,具有分级特性.研究结论对于地表建筑物保护和土地整治具有一定的参考价值.