灰岩防治水的示踪试验方法研究

为探查潘北矿C3I组灰岩含水层与奥灰含水层之间的水力联系，以及F1，DFl断层的导、阻水性，用KI为示踪剂，开展示踪试验．结果表明，井田内奥灰水仅与C3 3下存在局部水力联系，与C3^1 C3^2灰岩含水层间无水力联系．在试验范围内，奥灰水通过不同尺度的通道对C3^3下含水层进行补给；露头灰岩区中F1，DF1均为导水断层，为A组煤层在开采过程中对底板灰岩水防治提供了科学依据．     

深部矿井水地下调蓄系统研究

针对蒙陕地区深部矿井涌水量大、 污水比例高、 资源化利用率低等问题,研究利用采空区建设地下调蓄系统以稳定矿井涌水量、 净化污水、 降低水处理压力、 提高矿井水利用率.根据煤层埋藏和开采条件,从调蓄系统建设条件和选址原则、 容水量计算、 水质保障、 隔离工程建设条件、 强矿压影响、 安全性保障、 经济和环境效益等角度,对...     

化工固废井下充填对地下水环境的影响研究

为了研究化工固废井下充填污染物对地下水环境的影响问题,以葫芦素矿井为研究对象,利用Modflow软件建立研究区数值模型,并对其进行识别验证,基于数值模型的基础上,耦合溶质运移模型,对化工固废井下充填污染物运移规律进行模拟预测。结果表明:锅炉细灰浸出液污染物仅在2-1煤层有超标现象,且充填区外最大超标距离为14.31 m,不会造成矿井水的二次污染。鉴于安全保证,建议留设30 m保护煤柱进行充填;化工固废井下充填,可以缓解土地占用问题,减少环境的污染,实现废弃物的再利用,节约成本。     

深埋侏罗系煤层顶板水害源头防控关键技术

为解决目前蒙陕矿区深部侏罗系矿井采后采场落地水量大、煤水混杂,以及上部煤层距离强含水层较近,无法安全掘进与回采等一系列问题,提出了深埋侏罗系煤层顶板水害源头防控关键技术。应用沉积控水规律,分析了含(隔)水层在平面与剖面的空间展布规律与含水层富水性分布规律,在此基础上,针对煤层厚度变化较大、顶板含(隔)水层交互成层的特征,通过构建含有沉积环境影响指数、砂岩厚度、岩芯采取率、单位涌水量、渗透系数与导水裂隙带发育高度6个指标在内的评价指标体系,提出了符合深部侏罗系矿井水文地质特征的矿井涌(突)水风险分区评价方法,进而根据"断源截流、集中疏排、源头预防、超前治理"的防治水思路,提出了"上行开采低位截流"、"工作面单侧截流"、"工作面双侧截流"与"工作面方向调整截流"4种地下水截流治理模式,最后以蒙陕矿区的门克庆矿井和母杜柴登矿井进行实例分析。应用结果表明:①直罗组一段砂岩含水层主要为河道相沉积,砂体的空间连续性较好,是深部侏罗系矿井的主要充水含水层;②门克庆矿井首采区3~(-1)煤顶板涌(突)水危险区主要分布在研究区的南部,呈东西向条带状展布,与实际情况较为吻合;③根据门克庆矿井首采区涌(突)水危险性分布规律,应用了"工作面单侧截流"与"上行开采低位截流"两种治理模式并分析了其在实际工程中的应用效果。深部侏罗系矿井水害防治作为一个复杂的系统工程,以源头防控为重点的系统防治技术体系仍是深部侏罗系矿井水害防治需要重点攻关的研究方向。     

矿井涌水量预测方法的改进及结果准确性判定

针对当前矿井涌水量(包括正常涌水量、最大涌水量)、疏放水量概念认识模糊、界定不清,涌水量预测结果与实际水量差距较大、难以精细化以及预测结果准确性判定存在歧义的问题,综合当前各类规范以及相关研究成果,提出了矿井涌水量的3重属性特征:统计属性、水文属性和生产属性。在此基础之上,探讨了矿井涌水量的基本定义,将矿井涌水量概化为充水水源与充水通道综合作用的结果,重点结合充水通道的动态变化特征以及含水层与采动空间之间的补给关系,阐述了"大井法"预测过程中的精细水量构成以及计算方法,提出了利用"同频率放大法"改进水文地质比拟法,得到涌水量预测动态曲线的过程;将时间序列分析和水文地质比拟相结合提高预测步长(即预测周期),增强时间序列分析法的适用性。比较了矿井正常涌水量、最大涌水量与预测正常涌水量、最大涌水量在各类规范、文献中的定义与煤矿防治水实践过程中的统计差异,总结了对涌水量预测结果认识存在分歧、忽视了涌水量预测的技术条件是当前矿井涌水量预测结果准确性判定存在的主要问题;论述了矿井涌水量预测结果准确性判定的绝对差值法和相对差值法2类基本判定方法,并以涌水量预测的主要功能为导向,提出了涌水量准确性判定的经济型、安全型、偏离型的分级标准,通过对比分析说明了2类方法的优缺点;提出在矿井涌水量准确性判断的实际应用过程中应当综结合2类方法进行综合判定的技术思路。通过统一技术背景,可实现矿井涌水量的预测、实际涌水量的统计、预测结果准确性判定在技术上的全过程闭环,进一步完善矿井水害防治的技术体系。     

基于充水条件比拟的工作面涌水量预计方法

针对蒙陕矿区纳林河二号矿井水文地质条件复杂、防排水系统布设困难等问题,开展了工作面涌水量预计方法研究。在对矿井31121工作面充水水源、充水通道和充水强度深入分析研究的基础上,分别采用大井法、单宽流量法和水文地质综合比拟法对工作面涌水量进行了动态预计,并对各方法和预计结果进行了对比研究。结果表明:水文地质综合比拟法的涌水量预计结果较为准确,可作为该工作面防排水系统建设的依据,以保障工作面安全回采。     

高承压煤矿首采工作面防治水技术

针对内蒙某矿煤层顶板含水层厚度大、富水性强且分布不均一、高承压、大导高的复杂水文地质条件,为了保证工作面的安全开采,从首采工作面采前及回采过程中对水害防治进行系统分析,制定了"精细探查,先探后采;可控疏放,消峰平谷;采前预测,动态优化;全程监控,全面设防"的防治水技术路线,从而保证了首采工作面的安全开采。     

深部大角度正断层分层注浆堵水及检验

针对某矿同时切割多个高承压含水层的大角度正断层可能造成的水害威胁，基于矿井水文地质条件和断层发育特征，提出通过“头顶戴帽”和“脚底穿靴”的堵水方案，分层注浆封堵断层，治理完成后，通过压水试验和井下钻探检验了堵水效果，采用数值模拟等方法评价了煤层回采安全性。结果表明，分层注浆堵水后，断层不含(导)水，相邻工作面具备安全回采条件。煤层上下两盘邻近工作面均已安全完成回采，达到了治理目标，为大型断层治理提供了借鉴经验。     

西湾露天煤矿剥采边帮涌水超前治理技术研究与应用

为有效治理露天煤矿剥采面临的边帮涌水水害问题，以西湾露天煤矿边帮涌水治理为工程背景，通过抽水试验法和瞬变电磁法确定风化基岩和烧变岩地层为受注地层；利用钻孔电视成像仪对治理地层裂隙发育情况进行了探查，根据裂隙发育特征和露天煤矿爆破剥采方式综合确定了帷幕墙设计参数和超前预注浆施工工艺。结果表明：超前注浆治理工程实施后，受注地层透水率降为1.95～6.11 Lu,对应渗透系数小于0.000 1cm/s,矿坑东侧抽排水量基本稳定在10 884 m³/d,治理范围内仅1处出水点较前期堵水阶段减水率达92.12%,说明超前预注浆治理技术构建帷幕墙能够大幅增加浆液留存率，可对裂隙进行有效充填，阻隔地下水在边帮涌出。     

基于改进局部变权理论的底板突水脆弱性评价方法研究

为更加科学地解决煤层底板突水预测评价难题，首先系统全面地查阅、比较了以往底板突水危险性评价理论与方法，并深入细致地分析了目前最为先进的基于局部变权理论的底板突水脆弱性评价方法，结果认为该方法在局部状态变权函数的构建、变权区间及调权参数的确定中依据不够充分，存在一定改进的空间；为此，基于现有理论与认识构建出了新型的三区间局部状态变权函数，将常权权重与常权相关系数加入到状态变权函数中，给出了基于主控因素归一值累积频率的变权区间阈值确定新方法，并采用在初步给定经验值的基础上根据评价结果不断调整确定调权参数最终取值的方法；其次，利用新型的三区间变权模型及其参数确定方法对研究区底板奥灰突水脆弱性进行了评价，圈定了相对脆弱区；最后，分析了改进后的变权模型的权重调整规律，并通过灵敏度分析的方法确定了常权相关系数的限定条件，结果表明，加入常权权重与常权相关系数的新型三区间变权模型不仅体现了现有变权模型权重随因素状态值及其组合状态的变化而改变的核心特征，还能够实现权重调整程度与常权权重呈正相关关系，说明本次对变权脆弱性评价模型的改进是科学的、可行的，研究成果对提升底板突水预测评价方法的科学性与实用性具有...