老矿井冲积层防水煤柱留设方法探讨

 我国华北各煤田浅部资源日渐枯竭，许多矿井经多年回采，冲积层含水层水文地质条件被充分揭露和一定程度疏干，水害威胁相对减小。在保证安全开采的前提下，合理缩小、回采原冲积层防水煤柱是延长衰老矿井寿命、提高煤炭资源回采率的重要途径。本文以开滦荆各庄矿为例，根据规范计算、现场实测和数值模拟三种方法论证了当前开采条件下导水裂隙带高度，重新计算、留设了井田冲积层防水煤柱。冲积层防水煤柱高度由原来的60m缩小变为43m，解放原煤炭资源54.172×104 t；不仅延长了矿井服务年限，而且带来了社会和经济的双重效益。     

神东矿区煤矿水害类型及水文地质特征分析

运用水文地质分析、岩相古地理分析等方法研究了神东矿区不同类型水文地质结构特征、分布规律、水文循环特征和岩相古地理成因,基于突水案例分析了神东矿区各类水害水文地质特征.研究表明:神东矿区包含两类典型水文地质结构,一类为下侏罗统煤层顶板薄基岩上覆中至强富水第四系厚层松散孔隙水系统,矿井水害以浅埋深、薄基岩条件下的厚松散砂层突水和溃砂为典型;另一类为下侏罗统煤层顶板厚基岩上覆中至强富水下白垩统裂隙孔隙裂隙水系统,矿井水害类型以厚基岩条件下白垩系突水为典型.矿区西部较完整保存的直罗组为实现神东矿区白垩系保水采煤提供了天然屏障.本研究为神东和鄂尔多斯盆地其它矿区矿井水害防治及保水采煤奠定了可靠研究基础.     

基于事故树分析的煤矿潜在突水危险评价研究

基于事故致因理论建立煤矿突水事故模型.煤矿突水事故危险源被分为突水水源、突水通道、突水诱因和应急失效4类;建立煤矿突水事故树模型,并提出基于事故树方法的煤矿突水危险性专项评价方法.以杨庄矿及其周边6个地方煤矿为例,识别周边地方煤矿可能诱发杨庄矿发生地表洪水、太原组灰岩水等突水的4类突水事故危险源,并以此建立杨庄矿突水事故树模型,求最小割集评价最危险突水路径,利用最小径集优化最有效防治措施.研究结果表明,有306种可使杨庄煤矿发生煤矿突水的基本事件组合,防止杨庄矿突水事故发生的有效途径是加强监管,杜绝地方煤矿穿层、越界等违规操作.事故树方法可以完成复杂煤矿突水危险性专项安全评价.     

地下水可持续开采量评价方法综述

本文评述了地下水开采量概念的发展过程，指出为实现可持续开采量的评价，国内外目前研究的焦点主要集中在可持续开采量的可更新能力、生态和环境用水约束与社会经济发展及环境保护的协调优化等方面。同位素和地球化学示踪、GIS等新技术的发展及新技术与传统评价方法的有机结合大大促进了可持续开采量评价的发展。本文着重讨论了当前水均衡法、数值模拟、同位素技术和基流分割等评价方法的优缺点，以及在实现地下水可持续开采量评价方面的进展和面临的问题，认为多种方法有机结合是未来的发展方向。     

安全检查表法评价中小煤矿潜在突水危险性

为评价中小煤矿突水危险性,基于煤矿突水原理和事故致因理论建立煤矿突水事故模型,确定突水水源、突水通道、突水诱因和应急失效四类突水事故危险源,以杨庄矿周边六个地方煤矿为例,参考专家经验建立地方煤矿突水危险性检查表与评价标准,通过现状调查并赋分评价地方煤矿突水危险性.结果表明,6个地方煤矿的突水危险等级为1个高度危险、4个中度危险,1个低度危险.防治地方煤矿突水的重点是加强对危险煤矿重点监管,严禁擅自提高开采上限、严禁破坏各类防水(砂)安全煤(岩)柱;安全检查表法能够可靠完成煤矿潜在突水危险性专项评价.     

复杂条件下矿井水文地质类型划分方法

矿井水文地质类型科学划分是煤矿制订防治水规划、实现防治水安全的技术前提,《煤矿防治水规定》(2009年)要求煤矿每3年评价1次矿井水文地质类型。具有多年开采历史的地质与开采条件复杂矿井的水文地质类型划分暴露出罗列矿井已有勘查资料、难以顾及不同水平与盘区水文地质条件差异、需进一步明析评价目的性和指导性等问题。以1984年曾发生特大型岩溶陷落柱突水、其后保持安全生产30 a的大型现代化矿井--开滦集团范各庄矿为例,实现了矿井水文地质类型的分水平、分盘区、分阶段评价与复杂等级划分。提出：矿井水文地质类型划分应该是对矿井当前揭露条件下水文地质特征的根本概括与评价;复杂条件下矿井水文地质类型评价与复杂等级划分应以煤矿中、长期防治水规划和防治水安全为目标,采用分水平、分盘区、分阶段评价的原则与方法,指导和服务于煤矿未来3~5 a生产规划,体现水文地质类型评价基础性、阶段性和指导性的根本特征。     

寸草塔矿志丹群富水与保水采煤条件研究

神东矿区西部井田含煤地层延安组普遍为下白垩统志丹群所覆盖,人们还未充分认识志丹群在矿区中的水文地质意义和矿井充水特征.文章以神东矿区寸草塔矿为例,研究了志丹群地下水富存规律、补径排特点、突水特征和保水开采条件.研究表明寸草塔矿志丹群平均厚度58.4m,弱～中等富水,大气降水补给为主,径流与排泄受地形地貌控制,井田存在潜在志丹群突水危险;加强志丹群地下水赋存规律探查,充分利用下伏于志丹群的、平均厚度70.7 m的中侏罗统直罗组隔水屏障,是寸草塔矿实现志丹群保水开采的重要前提.     

运用奥陶系顶部灰岩隔水层安全穿越地堑研究

针对华北煤层与底板的奥陶系岩溶承压含水层之间隔水层太薄而威胁煤矿开采问题,提出了奥陶系顶部存在碳酸岩隔水层的观点.以潞安矿区王庄煤矿暗斜井穿越地堑等大型断层组为实验现场,运用岩石成分分析、微孔隙结构测试、井上下地质及水文地质钻探、试验等宏、微观等手段,对该井田奥陶系顶部岩层渗流特性及断层组演化历史进行研究,结果表明:1)分别在该矿井田内的峰峰组顶界面下60,130 m存在含水段,即奥陶系顶部存在厚度大于60 m的碳酸盐岩隔水层;2)该段隔水岩层的岩性为粗粉晶～细砂晶石灰岩和生物屑灰岩,方解石占95%～100%,处于加里东期古风化剥蚀面附近而岩溶却不发育;3)各孔隙结构参数与上覆本溪组伊利石泥岩相似,孔隙度(1.16%)甚至略低上覆泥岩,其隔水性能优于泥岩.4)奥陶系顶部碳酸岩隔水层加大了底板隔水层的总厚度和强度,断层组的采动活化段沟通岩溶含水层的几率减少,增强了防水安全系数,这已为暗斜井巷道的安全施工和成功穿越所证实.     

漳村矿峰峰组隔水关键层孔隙性实验研究

随着诸多华北石炭二叠系煤田进入下组煤开采,研究奥陶系峰峰组地层岩溶发育规律及能否为下组煤开采提供隔水屏障十分重要.以潞安矿区漳村矿下组煤补充勘查漳54号水文地质孔为取样孔,通过岩石薄片鉴定、X射线荧光光谱分析、岩石微结构分析等综合试验,分析了峰峰组岩性、孔隙结构特征及其垂向分布规律.研究表明:峰峰组上段为泥晶至细砂晶灰岩,下段为石膏与白云岩互层;上段灰岩孔隙类型以晶间孔隙、溶蚀孔隙、缝合线等次生孔隙为主,为泥质、方解石、石膏充填,岩溶不发育,平均孔隙度仅1.15%,体积中值孔径0.028 8 μm,面积中中值孔径0.009 8 μm,最大连通孔喉直径约0.02～0.04 μm,细小和超毛管微孔隙占总孔隙体积的70%以上,重力和毛细水运动微弱,属于低孔隙低渗透性介质;峰峰组上部和下部存在隔水层,中间为弱含水层岩性组合,峰峰组可利用隔水关键层的厚度为142 m.为判断、确定奥陶系项部隔水关键层提供了岩石学和微结构方面实验依据.     

济钢水冷炭捣撇渣器寿命达1.5～2年

1987年济钢炼铁分厂综合兄弟厂的经验,制作了水冷炭捣活动式撇渣器,使用寿命已达1.5～2年,铁流量达30～40万t,效果良好。水冷炭捣撇渣器外壳用12～16mm厚的钢板焊制,外形尺寸为2.5m×1.4m×1.5m,撇渣器的四个侧面和底部各有一排蛇形管冷却,过道梁有2排蛇形管冷却。其中2.5m长侧面的水冷管为10根,1.4m宽侧面的水冷管为4根,底部水冷管为7根。冷却水管用φ42mm×5mm的无缝钢管煨制,用细钢筋固定于壳内相应位置。水冷撇渣器的结构见附图。