煤矿采空区失稳灾害链式效应与链式类型研究

煤矿采空区失稳灾害特别是大面积房柱式采空区失稳诱发矿震或冲击气浪灾害一直缺乏有效的预测预防和控制。为了研究煤矿采空区失稳灾害的发生机理,进而达到预测预防和控制的目的,基于煤矿采空区失稳灾害主要影响因素分析,引入灾变链式理论,研究了煤矿采空区失稳灾害中致灾环境、致灾因素、作用方式、承灾体4个要素之间的关系,构建了煤矿采空区失稳灾害链式效应结构模型和数学理论模型,获得了煤矿采空区基本失稳模式和链式类型,并结合案例进行了分析。研究表明,煤矿采空区失稳灾害主要影响因素包括区域地质及构造分布、采空区/煤柱尺寸与形态、采空区覆岩及围岩岩性、水文地质条件、采空区上下及周围煤层开采情况、采空区类型及遗留时间、静载和动载等8个方面;通过研究致灾环境、致灾因素、作用方式、承灾体4个要素之间的关系,可以构建煤矿采空区失稳灾害链式效应结构模型和数学理论模型;煤矿采空区基本失稳模式和链式类型主要包括6种,即单一煤柱采空区失稳链、构造影响下采空区失稳链、含水采空区失稳链、开采扰动影响下采空区失稳链、静载影响下采空区失稳链、动载影响下采空区失稳链,每种灾害链的发生模式各有异同;案例表明,煤矿采空区失稳灾害大都为上述6种基本链式类型中2种或2种以上的复合类型。     

煤矿采空区失稳灾害防控技术研究现状及展望

针对煤矿采空区失稳灾害,基于灾害类型及危害分析,从煤矿采空区失稳灾害的机理、评价方法和控制技术3个层面系统总结归纳了我国煤矿采空区失稳灾害防控技术研究的现状与进展,并探讨了其存在的主要问题。研究表明:煤矿采空区失稳诱发的灾害类型主要为地面塌陷及其诱发的次生灾害、大面积采空区突然失稳诱发的矿震灾害、井下(顶板或覆岩、气浪等)冲击引起的设备损坏及作业人员危害;煤矿采空区失稳灾害中复杂致灾理论研究比如采空区失稳灾变链式机理、断链减灾的控制理论与方法、灾变期间的监测预警技术等将是今后研究的重点。     

基于瓦斯爆炸事故剖析突发事件应急处置的重要性

通过分析近年来煤矿特别重大瓦斯爆炸事故的原因,揭示了瓦斯突发事件导致特别重大瓦斯爆炸事故的新特点;据此分析了我国煤矿在突发事件应急处置方面存在的薄弱环节;最后强调了突出矿井应关注突出诱发次生灾害以及非突出矿井关注第一次突出及其诱发瓦斯爆炸事故的重要性,并提出了应对建议,旨在提高我国煤矿防灾、减灾及抗灾能力。     

我国煤炭工业安全科学技术创新与发展

近年来,我国煤炭工业安全科学技术进步显著,但一些主要灾害威胁依然存在并严重影响煤矿安全生产,煤炭工业安全科学技术研究还存在很多不足,需要在深部矿井多种煤岩动力耦合灾害治理、煤矿隐蔽致灾因素动态智能探测、基于大数据的煤矿重大灾害预警平台建设、矿井热动力灾害耦合致灾机制与防治、松软低透煤层增透改造、矿井突水水源快速判识与智能注浆堵水、深部矿井火灾预警与防治、气载爆炸性粉尘防控、人员定位与灾情侦测及灾难矿井应急生命通道快速构建等多个方面加大研究力度,并在体制机制、政策法规、人才培养、科学研究等方面探索创新路径,力争到"十三五"末,实现煤矿安全事故起数和死亡人数均大幅下降。     

资源整合煤矿采空区灾害特点及防治对策

基于对我国资源整合煤矿采空区灾害事故分析和采空区灾害类型分析,研究了采空区灾害的特点,提出了防治对策及建议。结果表明:按致灾形式划分,我国资源整合煤矿采空区分为废弃老采空区(井筒)透水、采空区火灾(含自燃、瓦斯爆炸等)、采空区有毒有害气体(含瓦斯)涌出、采空区诱发的不良地质异常灾害等4种类型;老采空区具有分布情况不明、灾害种类多样、隐蔽性和突发性、难以预测性的特点;总结提出了资源整合煤矿采空区灾害防治的36字方针,即"地面普查先行、井下勘查跟进、评价评估及时、综合治理减灾、监测监控到位、安全措施保障"。     

阳泉二矿矿井水致灾类型及影响程度分析

矿井水灾害是影响矿井安全生产的重要因素之一,文章基于水文地质、构造地质、物探及采矿等资料,采用地质及水文地质理论对阳泉二矿水灾害类型及影响程度进行了分析。结果表明:地表水、采空区积水、含水层水、构造水及封闭不良钻孔水是构成该矿矿井水灾害的主要类型,不同矿井水灾害类型形成、致灾机理、致灾特点及影响程度各不相同。针对矿井水类型差异,采用合理的防治水措施是提高矿井水灾害防治水平的关键。     

煤矿热动力重大灾害中的几个科学问题

对我国煤矿发生的重特大事故进行统计表明,热动力灾害(火灾与爆炸)是煤矿重特大事故中占比最高、致灾最严重的灾害。当前对其成灾原因、致灾作用和救灾风险等还认识不足,导致对热动力重大灾害的预防和处理仍缺少有效方法与技术,造成热动力重特大事故至今时有发生、救援处理常面临困境。针对防范与遏制煤矿热动力重大灾害的迫切需求,通过系统的国内外案例统计分析、亲历的事故救援经验总结和长期的深入研究与思考,凝练提出了煤矿热动力重特大事故防治需要解决的3个关键科学问题:采场中气、固相可燃物(瓦斯与煤)复合燃烧及点火特性,热动力灾害致灾因素与通风系统耦合的致灾作用,热动力灾害救援的不确定性风险特性与应对。为解决这些科学问题,需要有针对性地加强和完善瓦斯抽采与顶板控制技术,预防含瓦斯混合空气的形成,减少和控制矿井顶板周期来压造成的压电效应,消除瓦斯燃烧或爆炸的最初点火源,提高矿井的防灾能力;掌握冲击波与烟流在通风系统中传播范围及致灾程度的规律,构建可靠通风系统和有效避险系统,提高矿井的减灾能力;开发发现和处理不确定性风险的方法与技术,提高矿井的救灾能力。这些科学问题的研究解决,可突破现有技术瓶颈,提高预防煤矿热动力灾害、防止事故扩大和应对不确定性风险的能力,为防范与遏制热动力重大灾害事故、保障我国煤炭工业健康可持续发展提供借鉴。     

松子山煤矿防治水措施

以水文地质条件属复杂类型的松子山煤矿为例,详细阐述了煤矿地表及矿井的具体防治水措施,实践表明,未出现水灾事故,有效地防治了建设和生产中水灾害问题。同时也为其他存在水害隐患的矿井提供可借鉴的经验。     

松子山煤矿防治水措施

以水文地质条件属复杂类型的松子山煤矿为例,详细阐述了煤矿地表及矿井的具体防治水措施,实践表明,未出现水灾事故,有效地防治了建设和生产中水灾害问题。同时也为其他存在水害隐患的矿井提供可借鉴的经验。     

金属矿山工程灾害分析与控制对策

分析金属矿山产生工程灾害事故的类型与原因,阐述矿山工程灾害的控制与防治技术,认为通过采用适当的工程灾害控制技术、措施和手段,实行预防为主的控制方针,可以有效控制工程灾害的发生,并提出安全预警、充填新技术等搞好金属矿山工程灾害防治的新对策.     

地质资料地震应急服务系统设计与实现

本文针对传统地震灾害应急救援过程中地质资料获取困难、利用低效等问题,设计建立了地质资料地震应急服务系统。该系统汇集了多部门、多类型数据,通过地震信息自动获取、资料快速集成、专题服务生成与发布等操作向应急救援队伍提供地质调查成果数据的支持,最大程度地减少经济损失和人员伤亡。系统实现了在线地图发布对比、在线资料浏览与定制下载等功能,为政府制定减灾、防灾及地质环境监督管理提供宏观决策依据。     

汶川地震灾区文家沟特大地质灾害防治引水隧洞设计与动态施工

对汶川地震诱发的文家沟特大泥石流,采取引水隧洞工程进行治理,是四川省地质灾害治理应急抢险项目,时间紧、任务重,在没有时间进行详勘的前提下,利用动态施工管理,采用各种手段和方法获取信息,根据开挖时发生的应力、应变特性,给出适合该地质条件的施工方法和支护结构。介绍了该引水隧洞的设计及动态施工技术措施。     

齐大山铁矿主要地质灾害及治理

齐大山铁矿已由山坡露天转向深凹露天开采，随着开采深度不断下降，易诱发各类地质灾害。及早提出地质灾害预测，主动采取防治措施，以减少和避免地质灾害造成的损失。     

基于3S技术的大同市南郊区采煤地质灾害监测

结合现有资料给出了大同南郊区地质灾害的分布类型,分析了地面塌陷的灾害特征;重点对基于3S技术的大同南郊采煤区地质灾害监测技术进行了阐述,得到了大同市南郊采煤区地质灾害现状及分布,并对监测成果进行了分析;最后,给出了矿山地质灾害监测的科学建议。     

煤与瓦斯突出矿井通风系统灾害演变仿真研究

为解决矿井煤与瓦斯突出导致瓦斯超限或引发瓦斯爆炸的重大次生灾害问题,建立瞬变流、对流扩散和有源风网方程,研究瓦斯突出在矿井通风系统中的动力影响和瓦斯运移传播过程。通过简单通风管网系统突出动力实验,研究在瓦斯突出源流动力与风机通风共同作用下矿井风流的非稳态运动特征。开发了矿井煤与瓦斯突出仿真软件NC2.0,模拟再现了焦作九里山矿"10·27"煤与瓦斯突出事故,在给定突出源模型(流量变化曲线)下对突出后瓦斯在矿井内非稳态流动及瓦斯分布进行仿真模拟。结果表明,突出后突出瓦斯源压力是导致风流发生变化的主要因素,并以波的形式辐射传播;瓦斯突出源高强度气流改变了矿井系统的风流运动,使回风侧巷道风量产生"过流"现象,同时抑制了进风侧巷道风量,严重时甚至出现逆流的现象。研究可为突出矿井抗灾救护预案制定、降低灾害损失以及防止二次灾害事故发生提供借鉴。     

循环减灾理论在平顶山矿区的应用研究

针对平煤矿区存在的采空塌陷、水资源系统破坏、土地资源破坏，矿井水害、瓦斯突出与瓦斯爆炸、地热、环境等灾害，提出循环减灾的概念，并在平煤集团引入循环减灾的理念．结果表明，发展循环经济，实施绿色开采技术，实现矿井瓦斯资源化和矸石资源化是防止和减轻各种灾害，从根本上预防和减少矿难事故发生的关键，从而使平煤集团公司实现安全生产和可持续发展．     

深井瓦斯煤层采动扩容致灾力学机理

为揭示深井瓦斯煤层扩容致灾的内在力学机理,从宏观和细观角度对含瓦斯煤扩容过程的力学特征进行了系统研究。研究表明,受采动应力作用的工作面煤层存在扩容缓变和扩容急变两种力学状态;扩容缓变区煤层累计扩容量缓慢增加、瓦斯压力随采动应力增大而增大;扩容急变区煤层累计扩容量激增导致煤层瓦斯压力突变降低,易诱发动力灾害。含瓦斯煤扩容行为致使瓦斯压力突变,初始瓦斯压力增大导致扩容应力临界值降低、煤体扩容率明显增加、扩容区瓦斯突变压力梯度显著增大,含瓦斯煤失稳致灾敏感性增强。构建了含瓦斯煤瓦斯压力和采动应力耦合作用力学模型,表明工作面煤层瓦斯压力受控于采动应力,且呈指数正相关性。揭示了工作面煤层瓦斯压力受控于采动应力的扩容致灾力学本质。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-2孔钻探施工技术

介绍了WFSD-2孔钻探施工中采用的关键技术,包括：半合管取心技术、活动套管技术、螺杆马达取心技术和钻井液技术,以及发生的几次重大孔内事故的处理过程。     

崔家沟煤矿2207工作面灾害分析与防治

根据崔家沟煤矿存在的煤层自燃、瓦斯及煤尘等主要灾害,对该矿2207综采放顶煤工作面的主要灾害进行了详细调查分析,并提出可行的预防及治理措施.