陷落柱周边采场应力分布特征数值模拟

华北煤田广泛发育有岩溶陷落柱,对煤矿安全生产有较大影响。该文论述了陷落柱的特征及其顶底部剪切破坏突水模式及判据。应用岩石破裂过程渗流应力耦合分析系统,对陷落柱及其周边应力分布进行了数值模拟研究,得出了陷落柱及其周边剪切破坏明显增加的结论。     

刘桥一矿岩溶陷落柱导水性分析

刘桥一矿是淮北煤田陷落柱发育数量最多、面积最大的矿井,根据刘桥一矿已揭露的岩溶陷落柱的现场调查,结合以往华北煤田陷落柱资料,从刘桥一矿岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶陷落柱内部地质特征与水文地质特征,探讨岩溶发育特征及对岩溶陷落柱含导水性分析,对未开采区进行预测,为煤矿安全生产提供地质资料。     

煤矿陷落柱水害特征与防治技术研究

 摘要：岩溶陷落柱是我国北方石炭二叠纪煤田广泛发育的一种特殊的隐伏构造。岩溶陷落柱水害是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一,充分认识陷落柱的相关规律,对煤矿安全生产意义重大。本文分别从陷落柱形成的基础条件和进阶条件两方面阐述了陷落柱的形成过程;指出了陷落柱分布规律;说明了陷落柱周围局部小构造类型及特征;分析了陷落柱突水机理;明确了陷落柱围岩特征,最后提出了陷落柱的探测方法及陷落柱水害的防治水对策,通过系统的分析,较全面的介绍了煤矿陷落柱水害。     

刘桥-矿岩溶陷落柱导水性分析

刘桥一矿是淮北煤田陷落柱发育数量最多、面积最大的矿井，根据刘桥一矿已揭露的岩溶陷落柱的现场调查，结合以往华北煤田陷落柱资料，从刘桥一矿岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶陷落柱内部地质特征与水文地质特征，探讨岩溶发育特征及对岩溶陷落柱含导水性分析，对未开采区进行预测，为煤矿安全生产提供地质资料。     

大同煤田(北区)岩溶陷落柱发育规律及成因分析

在煤层开采过程中,当掘进巷道或回采工作面接近陷落柱时,围岩应力破坏而造成通道导水,危害矿井安全。大同煤田(北区)地处华北地台北部边缘,所处岩溶水系统为隐伏排泄的独特性质,陷落柱基本为隐伏型,井下揭露前大多无预兆,典型的隐伏陷落柱+裂隙发育带为突水通道,探查和治理难度较大。本区陷落柱发育特征北部形态多为圆形,具有小而集中分布规律,南部形态多为椭圆形,具有大而稀疏的分布规律。区内北部成因主要与岩性和径流条件相关,南部主要与构造紧密相关,熟悉岩溶陷落柱的发育特征,了解其成因对探查陷落柱和防治措施提供重要依据,对陷落柱分布规律的预测以及对其分析成因,提前做好矿井水害防治工作,对煤矿安全生产具有重要意义。     

肥城煤田奥灰岩溶横向分布特征

在收集肥城煤田大量突水点、陷落柱和注浆量等资料的基础上,分析了肥城煤田奥灰岩溶在横向上的分布特征,揭示了肥城煤田奥灰岩溶在横向表现在此基础上,利用突水量圈定了不同等级奥灰突水易发区的分布位置,为煤矿安全生产提供地质依据。     

华北岩溶塌陷的发育规律

岩溶陷落柱在华北煤田中广泛分布,严重影响矿井的设计和生产.为了探明岩溶塌陷发育的控制因素,根据前人研究成果,总结了华北岩溶陷落柱发育的岩性条件和构造条件.并在此基础上提出华北地区岩溶塌陷构造多发育于岩溶水与地下水水位差较大的地区这一规律,可作为今后岩溶陷落识别方面的有效分析手段.     

工作面过陷落柱安全生产技术研究

通过分析岩溶陷落柱对我国煤矿安全生产的影响,得出治理含水陷落柱突水的基础是陷落柱位置及导水性的探查,留设合理宽度的保护煤柱和注浆封堵是目前预防陷落柱突水效果最好的治理措施,并提出了工作面过陷落柱防治突水事故的综合技术措施。     

古城煤矿陷落柱发育特征及含导水性分析

陷落柱对煤矿安全生产的影响较大,对采区及工作面的合理布置、采煤方法和采掘机械的选择增加困难。另外陷落柱导致的突水具有隐蔽性、突发性、容易导通丰富的岩溶地下水,对矿井安全生产威胁较大,因此陷落柱的发育特征及含导水性分析意义重大。     

鹿洼井田陷落柱导水能力分析

通过井下观测和勘探钻孔资料,并在查阅济宁煤田有关岩溶陷落柱资料的前提下,对鹿洼井田岩溶陷落柱的发育规律、内部物质特征、外部形态、成因、突水机理进行综合分析,阐明了陷落柱导水能力及对矿井安全生产的影响程度。     

基于三维地震层间属性高精度识别煤矿陷落柱

基于煤矿陷落柱因充、导水的复杂性,一直严重威胁着我国北方一些煤矿的安全生产,采用高分辨率三维地震技术探测陷落柱,提出了基于三维地震层间属性高精度识别煤矿陷落柱的方法、技术;结果表明,该技术不仅可获得地震分辨率小于1/2波长的陷落柱的信息,而且可以较好地得出陷落柱的平面形态.     

岩溶陷落柱导水类型及其突水风险预测

在分析岩溶陷落柱的导水机理及其影响因素的基础上，根据陷落柱的岩体结构力学和水文地质特征，提出了陷落柱的三种导水类型。结合皖北矿区巷揭陷落柱的特点，建立两类不同的导水陷落柱地质模型，并运用FEM软件对其导突水风险进行了定量预测。     

基于脆弱性指数法的煤层底板突水危险程度评价

矿井突水是困扰许多煤矿的一道难题,也直接威胁矿井的安全生产,而煤层底板突水事故的发生具有随机性和复杂性,对生产技术人员来说,预测要有实时性和准确性。以推广应用新技术和新方法为指导思想,合理评价奥灰岩溶水对开采煤层的突水危险程度为目的,以山西汾西紫金煤业一号井井田为例,应用脆弱性指数法这一新型的评价方法,结合井田具体的水文地质条件和煤层开采现状,对该井田内2号、11号煤层底板突水危险程度进行综合评价,重点划分奥灰水对开采下组煤的危险性评价分区,并与传统的突水系数法评价结果进行比照,凸现出该方法的科学性和合理性,从而更好地指导矿井的生产工作。     

引流注浆治理东庞矿特大陷落柱突水灾害

正确判断突水水源与突水构造，合理制定注浆堵水方案，采用定向钻进技术、气动下灰射流搅拌注浆工艺、动水截流等技术快速封堵巷道，并采用引流注浆加固封堵巷道的薄弱地带，利用返流注浆加固陷落柱，既保证了注浆质量，又加快了复矿速度。     

Assessment and Grouting of Water Inrush Induced by Shaft-Freezing Holes in the Yingpanhao Coal Mine,Inner Mongolia,China

To better understand water inrushes originating from shaft-freezing holes, the hydrogeological conditions and water source were analyzed for a typical inrush case in the Yingpanhao coal mine in western China. The mechanism of this new type of water inrush was identified by considering the stratum movement caused by mining, the concentric annular channels of freezing holes, and the dynamic recharge of multiple aquifers. A new risk assessment model and corresponding grouting method were developed and the problems involving the prediction of water inrush and selection of the optimum grouting position were described. Detailed guidelines for grouting, including the layout of injection boreholes, slurries, grouting pressure and stopping criteria, were proposed. A grouting case targeting this type of water inrush in the Yingpanhao coal mine was introduced. Field studies indicated that open, concentric annular freezing hole channels provide favorable conditions for groundwater migration. The proposed method may effectively inhibit groundwater migration in multiple aquifers and prevent water inrushes through shaft freezing holes and provides an appropriate framework for water inrush prevention for similar mining areas in western China.

     

深部矿井水害特征、评价方法与治水勘探方向

煤矿区深部含水层具有大埋深、高水压等特点,是深部煤层开采水害防范的主要对象。在分析深部矿井水害特征基础上,探讨了深部矿井地应力对裂隙水介质的力学作用机制,阐述了深部矿井裂隙水介质呈现"高承压、弱富水"的力学原因;基于古岩溶成因演化理论,结合水文地质勘探和野外调查,分析探讨了华北型煤田奥陶纪石灰岩顶部"古风化壳"的岩溶充填结构特征,并将奥陶纪石灰岩顶部"古风化壳"划分为"隔水充填带、弱隔(透)水充填带、富(透)水带"3种岩溶充填结构类型,给出了各类型确定的关键指标和阈值,明确了奥陶纪灰岩顶部存在隔水层的理论依据。将深部矿井煤层开采底板突水划分为"完整底板突水模式"和"集中破碎带底板突水模式",分析了深部煤层开采底板含水层高水压作用下沿用传统的突水系数法(T_s法)评价底板突水危险性的局限性,引入隔水层厚度(M)和含水层钻孔单位涌水量(q)2个指标,结合突水实例分析,提出了"修正的突水系数法"(T_s-M-q法,适用于完整底板突水模式);在实验和实例分析基础上,提出"渗-流转换"突水评价法(适用于集中破碎带底板突水模式)。最后,基于深部矿井水害特征及突水模式,结合深部含水介质赋存、构造发育特征和地应力场方向,阐述了深部矿井水害精准查治一体化勘探关键技术。     

瞬变电磁法探测陷落柱技术在袁庄煤矿的应用

淮北矿业集团袁庄煤矿31212工作面在回采过程中揭露一陷落柱,为保证安全生产,进一步查明陷落柱的影响范围及其富(含)水情况,采用瞬变电磁法对陷落柱进行了探测,确定了陷落柱的影响范围和导水性,为矿井安全生产提供了技术保障.     

A Scientometric Analysis of Trends in Coal Mine Water Inrush Prevention and Control for the Period 2000–2019

Water inrush hazards in coal mines pose a great risk to the safety of miners and coal production. We studied journal articles on coal mine water inrush prevention and control from 2000 to March 2019 using data from the Web of Science Core Collection V.5.32 database. We used CiteSpace V.5.3.R11 software to analyse the literature, including countries, institutions, authors, disciplines, journals, hot topics, and research frontiers. A total of 1612 published papers on coal mine water inrush prevention and control research were identified. China and the USA had the highest numbers of publications in this field. The China University of Mining and Technology was the most influential research institution. The journal with the largest number of relevant publications was the International Journal of Coal Geology. Hidden water disasters, quantitative evaluation of aquicludes, and rapid identification of water inrush sources are still unresolved problems. Improvement of electromagnetic methods, intelligent mine water monitoring, and three-dimensional hydrogeological systems were the leading research trends in this field.     

基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用

岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于陷落柱突水过程中流体流态转捩（含水层层流到巷道紊流）的渗流本质,建立了三流场（Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流）耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿“3·1”底板陷落柱突水数值模拟分析。结果表明：随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程。进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水三种流态转捩的渗流本质。     

地面定向钻孔超前区域治理底板岩溶水害技术应用

为了进一步提高矿井岩溶水害治理技术的可靠性,降低工作面水害威胁,解决矿井面临的太原组上段灰岩岩溶裂隙发育、 水压高、 富水性强、 井下钻孔施工工程量大、 施工工期长等安全技术问题,陈四楼矿在南翼2506工作面(里段)实施了底板水害地面区域治理工程,选取L8灰岩含水层作为目标层位,施工1个主孔,13个分支孔,累计钻探进尺...