毛乌素沙漠区广域适应型保水安全厚度计算及开采影响分区评价

毛乌素沙漠区多个近地表含水层支撑着区域生态环境、生产和生活,开展保水采煤研究势在必行。而"保水安全厚度"计算作为保水采煤研究的核心内容,由于各近地含水层的性质以及所处垂向位置的差异,导致了针对毛乌素沙漠区的保水安全厚度计算方法适用范围有限、缺乏统一性。通过分析毛乌素沙漠区内含隔水层在垂向和平面上的展布特征、水文地质性质,结合不同区域内的工程地质条件和开采方法,探讨了保水安全厚度的定义。将煤层之上地层划分为目标保护层、预测导水段(导水裂隙带发育段)和等效保水段(由有效黏土隔水层和基岩层组成的保水段)。利用水均衡法分析了黏土隔水层与基岩层间的保水性能关系,通过"保水比例系数"形成了黏土隔水层与基岩层间统一的等效保水段计算方法。建立了具有能够适用毛乌素沙漠区内"沙-基(岩)型开采区"、"沙-土-基(岩)型开采区"、"沙-土-洛(洛河组含水层)-基型开采区"、"烧变岩型开采区"等主要不同地质条件的保水安全厚度计算模型。根据导水裂隙带的发育高度与黏土隔水层、基岩层间的导通特征以及煤水间距与保水安全厚度的大小关系,制定了煤层开采影响的自然保水区、一般失水区和严重失水区的分区标准。并以榆神矿区小保当煤矿为例,应用建立的统一模型确定了小保当井田内砂-基型和砂-土-基型开采区内的保水安全厚度,并据此评价了煤层开采对潜水含水层的影响。所建立的保水安全开采厚度计算模型以及开采分区评价标准具有良好的适应性,也为保水采煤研究中有关保水安全厚度的计算和煤层开采对上覆含水层的影响评价提供了新思路。     

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...     

陕西煤炭产业转型与生态环境保护的若干思路

通过分析我国煤炭产业发展的主要趋势和方向,提出了陕西省煤炭产业转型发展和生态环境保护若干问题的技术思路。包括有效控制煤炭资源开发强度,创新煤炭资源开采方式,实施煤炭地下气化术产业化示范,深化榆神矿区生态-地质环境综合保障技术研究以及开发陕北油区废弃油井的水井改造技术等。并以此抓住我省煤炭产业转型发展的关键时期,统一协调煤炭产业发展和生态环境保护问题。     

煤矿厚层砂岩裂隙水精细疏放与综合利用技术研究

通过对建北井田洛河组砂岩裂隙含水层水文地质条件、埋藏条件、分布特征以及富水性变化规律、水质特征的系统分析,结合对疏放水钻孔流量的估算结果,选择在辅助运输大巷附近布置3个疏水孔对洛河砂岩水进行预疏放,并设计1#疏水孔终孔高度为237m,并分成孔口管段、封隔管段和裸孔段,有效隔绝了不符合生活用水标准的其他含水层水。同时1#疏水孔的实际水量与预测值差距较小,且水质优良,可以直接做生活用水。该技术的应用实现了疏放水孔兼具生活用水井的功能,在减小矿井水害威胁的同时,高效综合利用了井田水资源,为建北煤矿创造了较高的经济价值。     

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。     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题，以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例，通过分析矿井水文地质条件，确定了主要充水水源和充水通道，计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度，并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量，提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时，其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水，主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度，分析判断其在现有2号煤层开采条件下，不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测，取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际，提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施，通过预防、探查、疏排、监测等手段，共同解决矿井水害问题。     

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。