煤矿区场地地下水污染防控技术研究进展及发展方向

目前，我国煤矿区场地地下水污染防控还处于初级阶段，缺乏矿井全生命周期地下水污染防控体系，造成了地下水污染防控不当、污染加剧等问题，在科学界定煤矿区污染场地和地下水污染流场单元的基础上，阐述了目前煤矿区场地地下水污染监测预警与防控技术的研究进展及发展方向。基于污染场地的定义，对煤矿区地下水污染场地和地下水污染流场单元进行了科学界定，明确了煤矿区地下水污染场地范围和地下水流场评估范围；分析了煤矿区场地矿井水污染类型和污染模式，阐明了煤矿开采和闭坑阶段地下水污染的主要特征因子；基于地下水污染风险理论，剖析了煤矿区场地地下水污染监测现状及预警技术思路；从矿井生产和闭坑角度出发，阐述了基于岩层控制、阻断材料以及地下储水等现有的保水开采技术途径，概述了矿井闭坑过程和闭坑后地下水污染防控的主动、被动技术手段。在上述分析的基础上，立足于矿井全生命周期不同阶段的特征，提出了煤矿区场地地下水污染防控技术的发展方向，主要包括：地下水污染精准探测技术，地下水特征污染物智能识别、监测预警技术与装备的研发，煤矿区地下水污染源头控制、过程阻断、末端修复等关键技术与工艺，力促形成煤矿区全生命周期地下水污染防控技术体系与规范，研究结果对于矿区地下水污染防控有一定的参考价值。     

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。     

CSAMT在大埋深煤层顶板富水性探测中的应用

针对大埋深首采区煤层顶板富水性难以确定的问题,采用可控源音频大地电磁法(CSAMT)对赤城煤矿首采区煤层顶板进行富水性探测。通过对5-2^#煤层顶板以上50、100、150、200 m处分别进行切片分析,结果表明:5-2^#煤层顶板以上50 m处(延安组)的电阻率值比煤层低,顶板砂岩低阻异常区7处;5-2^#煤层顶板以上100 m处的砂岩低阻异常区比顶板以上50 m处的低阻异常区范围减小,甚至完全收敛;5-2^#煤层顶板以上150、200 m处无低阻异常区富水性相对较小。研究成果为矿井首采区工作面的安全生产提供了参考。     

采空区防水密闭墙稳定性监测与抗水压能力研究

井下采空区储水是西部生态脆弱区保水开采的重要手段之一，防水密闭墙的稳定性关系到采空区储水的安全性。针对采空区防水密闭墙稳定性难以监测、抗水压能力难以预测这一关键问题，以察哈素煤矿井下采空区防水密闭墙为背景，采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法，测试了煤层及顶底板力学性能，获得了煤体及顶底板最小抗压强度；考虑密闭墙结构的受力特点，计算推导了不受采动影响情况下防水密闭墙的最大承压能力；建立了防水密闭墙数值模型，分析了超前采动影响和不同水头高度（6、9、12、15 m）下密闭的受力状态、变形及破坏情况；研发了井下采空区防水密闭墙应力、位移监测系统，并基于理论分析，合理布设监测点，且在现场进行了应用。在此基础上，结合理论分析与数值模拟结果，确定了防水密闭墙的最大安全水头高度和警戒水位线的水头高度。结果表明：超前采动对防水密闭墙损伤有一定的影响，且水压作用加大了密闭墙与煤柱接触面间裂隙滑移范围；采终防水密闭墙承受的最大水头高度为12 m，防水密闭墙的警戒水位线的水头高度为9.6 m；防水密闭墙在墙体与煤柱的接触面以及密闭墙体顶底角位置为结构弱面，易发生破坏，应注意加强密闭墙相嵌与煤岩体位置以及...