东滩煤矿奥陶系顶部相对隔水层厚度划分

为了给下组煤层的安全开采提供理论指导,在华北地层奥陶系顶部存在隔水层的理论基础上,对东滩煤矿奥陶系顶部岩层的隔水性进行论证分析。利用揭露奥灰的地质钻探资料和地质水文试验以及钻孔测井等手段,分析奥陶系顶部结构特征和岩溶裂隙发育情况,结合奥灰含水层井下放水试验过程中的钻孔出水量,并借助测井资料的反复对比、验证,从而确定奥灰顶部隔水层的厚度。研究结果对于东滩煤矿高水压下的下组煤开采有借鉴意义,能够更加准确地评价奥灰底板突水危险性,为下组煤开采的防治水工作提供参考。     

近风氧化带开采导水裂隙发育规律及机制分析

 为寻求提高开采上限导高发育规律,以40例“两带”探测钻孔实测数据为依据,应用回归分析方法对3种水体采动等级下不同覆岩类型的导水裂隙高度进行非线性统计研究,并首次建立3类水体下的预留防水煤岩柱与裂采比间的BoxLucas1模型曲线。研究发现：提高开采上限时,BoxLuca1曲线预测导水高度的误差值远小于常规“三下”规程经验公式误差,表明该模型的合理性;3类水体的曲线斜率逐渐增大,顺序为II,III类＞I类,表明II,III类裂采比下降更快,导高发育受到风氧化带的抑制作用更加明显。而且I,II类水体下的导水裂隙顶界面未达到泥化层的底界面,III类水体下的裂隙未达到或未穿透风氧化带。说明在一定范围内提高开采上限是可行的。在此基础上,一方面利用Paris位移公式和Crouch不连续位移公式,提出风氧化带拉张型裂隙面的位移公式,计算结果表明,该带裂隙受上覆自重应力影响更容易因发生变形位移和刚度位移而产生弥合效应。另一方面,风氧化带特有的塑性大变形使得外力对该带所做的功大部分被其消耗掉,因而更容易损耗劈裂能量,从而抑制导水裂隙的继续向上发育。这可为该带下合理留设防水煤岩柱提高煤层开采上限提供理论依据。     

孙疃矿区地下水化学特征及其控制因素研究

为了研究孙疃矿区地下水化学特征及其控制因素,先后采集矿区内31组水样,综合运用数理统计、Piper三线图、相关性分析、Gibbs模型以及离子比例系数等方法,系统分析了孙疃矿区地下水化学特征。结果表明:研究区各含水层pH值平均为8.4,水质呈弱碱性,各含水层中阳离子以K~++Na~+为主,阴离子以SO_4~(2-)和HCO_3~-为主,TDS平均为976.77mg/L,7-8煤、10煤上下含水层水质类型为HCO_3-Na+K型和HCO_3·Cl-Na+K型,太原组灰岩含水层水质类型为HCO_3·ClNa+K·Mg型,奥陶系含水层水质类型为SO_4·HCO_3·Cl-Na+K·Ca·Mg型,水样在Gibbs图中的分布和主成分分析表明,各含水层中离子组成受岩石风化溶解控制,人类活动对水化学影响较小,离子比表明含水层中HCO_3~-、Na~+和K~+主要来自钾长石、钠长石等硅酸盐类矿物的溶解,Ca~(2+)和Mg~(2+)主要受自碳酸盐以及硫酸类矿物的控制。     

基于GIS与熵值法的煤层顶板突水危险性评价

为了对丁集矿13-1煤层顶板突水危险性进行合理的评价,探讨岩芯采取率、含水层厚度、脆塑性岩厚度比、隔水层厚度、断层影响带高度、渗透系数、断层分维7个影响顶板含水层富水性的主控因素,采用了GIS建立各主控因素专题图,然后运用熵值法确定各主控因素的权重,并对数据进行归一化处理,叠加各主控因素的归一化数据和权重值,获得富水性指数评价模型并建立富水性分区图,再计算顶板导水裂隙带高度和建立顶板冒裂程度分区图,最后分别对富水性分区和顶板冒裂程度分区重新赋值,对赋值后的两个图进行复合叠加,获得顶板突水危险性分区图。结果表明,评价结果与实际基本一致,准确性较高,可以为矿井顶板水害的防治提供参考依据。