小回沟煤矿9#煤底板带压开采突水危险性评价

小回沟煤矿9#煤层井田内奥陶系岩溶水水位高于煤层底板标高,底板隔水层变薄处、较大断层和陷落柱等构造地段存在潜在突水威胁,为了保障煤矿的安全开采,分别采用突水系数法和脆弱性指数法对其进行了突水危险性评价以及安全区域的划分,前者得出井田多数区域为安全区,在东北部断层、陷落柱范围内存在突水威胁性,后者得出9#煤层底板突水危险区主要分布于井田西部,较危险区主要分布于井田中西及南部,井田中部向东北部首采区过渡依次划分为过渡区、较安全区、安全区。     

汾源煤业5#煤层顶板含水层富水性及突水危险性评价

为评价5^#煤层顶板石灰岩含水层突水危险性,通过石灰岩含水层富水性的分析结果,确定石灰岩含水层富水性相对较强区域主要分布在井田的北部和中部;通过将冒裂程度与富水性分区叠加,得出石灰岩含水层突水危险性程度。结果表明:石灰岩含水层整体突水危险性弱,仅在井田东南部存在小部分突水危险区,井田范围内大部分区域均为较安全区和过渡区。     

改进的“三图法”在煤矿顶板水害评价中的应用——以东胜煤田台格庙勘查区为例

通过建立台格庙勘查区首采煤层冒裂安全性分区图和煤层顶板含水层富水性分区图,来对煤层顶板的含水层涌(突)水条件进行评价。针对勘查区煤层厚度变化大、顶板无稳定隔水层,顶板含水层富水性较弱的特点,在传统的“三图法”基础上,充分考虑了含水层的富水性和导水裂缝带发育高度这两个因素,选用导水裂缝带高度与含水层厚度的百分比来表示导水裂缝带发育高度对含水层涌(突)水的影响,在此基础上对首采煤层顶板含水层涌(突)水条件进行综合分区评价。四井田中部及二井田北部地区涌(突)水危险性为较危险区,三井田北部、五井田南部及勘查区南部局部地区涌(突)水危险性为过渡区,其他地段为安全区、较安全区。针对顶板充水含水层涌(突)水条件综合分区,提出了疏放水、注浆、监测等防治水措施建议。     

宁正矿区新庄煤矿首采区侏罗系延安组8号煤层顶板涌（突）水危险性评价

针对新庄矿井水文地质条件特别是矿井水的涌（突）水水源和机理认识不清,直接影响新庄煤矿的安全、高效、绿色开采这一问题,通过水质分析和计算导水裂隙带发育高度,判定新庄矿井8号煤层顶板涌（突）水水源;同时在含水层的厚度、单位涌水量、物探含水层富水异常区、钻孔消耗量、岩芯采取率、地层脆塑性比6个主控因素的含水层富水性分析和综放开采条件下冒裂安全性分析基础上,通过多结果叠合对首采区8号煤层顶板涌（突）水危险性进行评价。结果表明：矿井顶板涌（突）水水源为下白垩统志丹群洛河组砂岩孔隙-裂隙含水层和中侏罗统直罗组、延安组上、中部(煤8层顶板以上)砂岩复合承压含水层,其中下白垩统志丹群洛河组砂岩孔隙-裂隙含水层是主要致灾水源。首采区内8号煤层导水裂隙带发育高度均能沟通洛河组砂岩含水层,首采区全区域为冒裂危险区。8号煤层顶板涌（突）水危险区中Ⅰ区主要分布在首采区的北部及中西部,Ⅱ区主要分布在首采区的中部及中西部,Ⅲ区主要分布在首采区的中东部及南部,Ⅳ区主要分布在首采区的东部及南部。     

大同煤田(北区)煤层底板独立岩溶水系统突水脆弱性评价研究

为准确评价大同煤田(北区)煤层底板岩溶突水危险性,通过大规模勘查对大同煤田(北区)岩溶水系统展开了调查和研究,确定了研究区独立的"大同煤田岩溶水系统",并对其边界进行了圈定。在此基础上,利用基于GIS-AHP的脆弱性指数法对研究区煤层底板岩溶突水危险性进行了预测和评价,研究结果表明:3号煤层赋存范围内大部分为安全区;5号煤层大部分为安全区和过渡区,危险区主要集中在中西部多数构造区域与燕子山井田东部、东周窑井田中东部、同忻井田西北部和马脊梁井田北中部;8号煤层过渡区和危险区面积明显增加,主要分布在东周窑井田、燕子山井田、马脊梁井田西南部和塔山井田西南部。     

上社煤矿9^#煤层底板突水危险性评价与应用

为防止9#煤层底板含水层发生突水,进行底板山西组碎屑岩裂隙含水层突水危险性的评价。通过分析基于GIS的AHP型脆性指数法理论,结合煤层底板特征确定影响突水的主控因素,绘制出各项影响因素的专题图,进一步通过建立评价模型、数据处理分析和评价结果分区,得出井田范围内9#煤层各区域底板突水危险性。结果表明:山西组碎屑岩裂隙含水层脆性和较脆弱区域主要分布在井田北部,过渡区域主要分布在井田东部和中部偏北,其余区域为较安全区和相对安全区。     

王家岭煤矿2号煤层顶底板突水危险性分析

根据王家岭井田地质、水文地质条件,提出了井田内上马家沟组岩溶含水层应属富水性中等-强含水层。采用关键层理论及突水系数法,研究了王家岭煤矿开采2号煤层时的充水因素及顶底板突水危险性。通过对煤层顶板的基岩风化裂隙水及采空积水的分析,对2号煤层底板太原组和上马家沟组灰岩岩溶水突水系数进行了计算。结果表明：井田南部2号煤层,雨季时基岩风化裂隙水对煤层开采有较大影响;201、202、204、206采区南部为采空积水透水危险区;201、202采区为太灰突水危险区和奥灰突水相对危险区,其他采区为相对安全区或安全区。     

巨厚煤层工作面底板突水危险性评价

为准确预测龙王沟巨厚煤层底板突水的危险性,运用五图双系数法对6煤层底板奥陶系灰岩水危险性进行评价,根据工作面底板破坏深度和底板水压资料,计算了带压系数和突水系数,采用Suffer软件绘制了底板破坏深度、底板保护层深度、底板有效保护层厚度、底板水压的等值线图,再根据三级判别标准绘制出带水头压力开采评价图。结果显示:井田西部和3个陷落柱异常区为危险区,井田中部为较危险区,井田东部为安全区。整体来看,龙王沟井田6煤层底板奥陶系灰岩发生突水的可能性较小。     

基于AHP的脆弱性指数法煤层底板突水预测模型与应用

随着煤层开采深度的不断增加,煤矿生产过程中面临复杂的突水机理和多变的突水主控因素,使底板突水预测的难度不断增加。为准确预测底板突水危险性,采用脆弱性指数法求出各子因素的底板突水危险性权重,并利用层次分析法（AHP）划分底板突水危险阈值,从而建立煤层底板突水预测模型。分析整理了河南龙门煤业常村煤矿地质及水文地质资料,从突水水源、突水通道和隔水层3个方面将底板突水影响因素划分为含水层水压、出水量、注浆量、断层相似维、断层倾角、断层走向、断层落差和有效隔水层厚度等8个子因素;将底板突水危险性划分为5个区域：安全区[0.25,0.32）、较安全区[0.32,0.44）、较危险区[0.44,0.56）、危险区[0.56,0.70）、极危险区[0.70,0.85];建立了基于AHP的脆弱性指数法评价模型。与传统的突水系数法相比,基于AHP的脆弱性指数法评价结果具有较好的准确性,且划分更加精细合理,为矿井水害预测预报提供了科学的评价方法和理论依据。     

汾源井田主采煤层底板突水危险性分析

奥灰水是汾源井田5号煤层开采的主要水害威胁。采用突水系数法对汾源井田5号煤层底板奥灰突水危险性进行研究。分析了5号煤层底板奥灰水压、开采对底板的扰动破坏,隔水层阻水能力、承压水导升高度、奥灰顶部相对隔水层厚度等因素。结合井田钻孔资料,计算了突水系数,绘制了奥灰突水系数等值线图,划分了井田带压开采安全区、相对安全区、相对危险区和危险区。井田带压开采危安区的划分可为汾源矿井带压开采区采掘方案和矿井防治水工作方案的制定提供参考依据。     

基于距离函数组合赋权法的突水危险性评价

矿井水害是威胁矿井安全生产的主要灾害之一。南屯煤矿地质构造较为复杂,下组煤层底板处奥灰水压较大,开采时较为危险。为确保煤矿安全开采,结合地质、水文地质资料,利用距离函数组合赋权法对下组煤层奥灰突水危险性进行分析评价。通过分析矿井勘探资料及生产揭露的水文地质资料,确定了含水层水压、含水层富水性、断裂构造复杂程度、隔水层厚度四项主控因素;其中含水层富水性、断裂构造复杂程度分别通过单位涌水量q和断层分维值进行量化。通过引入距离函数,将改进后的层次分析法和熵权法进行组合赋权,从而确定了突水主控因素的综合权重,构建了突水危险指数计算模型;利用Jenks最佳自然断点法对突水危险性进行分区评价,最终将井田划分为五大区域:分别是安全区(n0.12)、较安全区(0.12≤n0.19)、较危险区(0.19≤n0.25)、危险区(0.25≤n0.31)、极危险区(n≥0.31)。本方法平衡了主观因素和客观因素对权重的影响,提高了突水危险性预测的准确性,为煤矿底板水害防治提供了参考依据。     

玻璃沟煤矿煤层顶板突(涌)水危险性评价的分析

煤层顶板涌(突)水一直是困扰华北型煤田开采的一个主要问题,顶板由于处于煤层上部,煤层的开采引起应力重新分布并诱发采场围岩破坏,当裂隙波及顶板含水层时,就可能导致顶板突水.以玻璃沟煤矿为例,在查明井田水文地质条件的基础上,分析煤层顶底板充水因素,采用较为成熟的"三图法"对煤层顶板涌(突)水进行评价,为井下突水防治提供理论依据.     

深部煤层开采数值模拟与底板突水预测

为了研究深部煤层开采条件下围岩的变形破坏是否会引发矿井底板突水问题,以鹤煤六矿2115工作面为例,建立FLAC~(3D)煤层开采数值模型,运用突水系数法,借助ArcGIS软件对矿井底板突水问题进行分区预测。结果表明:鹤煤六矿煤层底板最大破坏深度为22.12 m,井田北部和东部为奥陶系灰岩水突水危险区,西部和中部的绝大部分地区为奥陶系灰岩水突水威胁区。     

煤层带压开采防治水技术研究

根据龙门塔煤矿15号煤层的实际情况,利用突水系数法对煤层底板突水危险性进行合理评价,在井田中南侧煤层底板突水系数较高,部分区域属于带压开采危险区,提出相应的防治水措施,为矿井安全生产创造条件。     

霍宝干河煤矿10号煤层底板突水危险性评价与防治

为评价煤层底板突水风险,采用脆弱性指数法对霍宝干河煤矿10号煤层底板突水危险性进行了评价和预测。研究表明:干河煤矿10号煤层底板奥灰突水可能性整体较大,其相对安全区主要分布在矿井东南部,较脆弱区主要分布在矿井中北部,而脆弱区主要分布在构造较发育地带的矿井北部和矿井其他部位;已有钻探拟合点揭露附近的水文地质条件与文中评价结果吻合,表明该煤层底板突水脆弱性评价分区成果较为准确。最后,依据所获得的干河煤矿10号煤层底板突水危险性评价结果,提出了相对应的水害防治建议与对策。     

神南矿区张家峁煤矿煤层顶板涌(突)水危险性评价

根据对张家峁井田地质及水文地质资料的分析研究,利用GIS多源数据融合方法,采用“三图—双预测法”进行煤层顶板水害危险性预测评价。首先以“富水性结构指数法”对煤层顶板基岩裂隙含水层进行富水性分区评价,然后针对煤矿正在开采的煤层顶板导水裂隙带发育高度进行研究分析,最终将之前得到的富水性分区图与冒落带分区图进行叠加分析,得到顶板含水层突水危险性分区图,进而采取相应的治理措施。研究表明,由于导水裂隙带均发育到其顶板含水层,故涌突水条件主要取决于其含水层的富水性,对于基岩裂隙含水层来说,总体上中部、西南部和西北部突水危险性较高,东部突水危险性较弱,由东至西突水危险性逐渐增大,相关研究在22202工作面涌水量观测结果中得到了验证。     

翟镇煤矿下组煤开采底板突水危险性评价

为了安全开采翟镇煤矿下组煤,利用多元信息复合方法,对煤层开采底板突水危险性进行了评价.利用Surfer的多元信息复合功能,综合考虑多种因素,对突水系数法进行了修改,构建了适合本矿井的突水指数模型.利用该模型,以11煤为例对全井田开采危险性进行了分区,分为突水危险区、较危险区和安全区.结果表明:底板突水是多种因素共同作用的结果,底板承压含水层的富水性起决定性作用,地质构造起控制作用,水压力、采矿压力是动力条件,隔水层起制约作用.利用分区结果,指导矿井下组煤安全开采.     

桑树坪矿11~#煤层带压开采安全性评价

以渭北煤田桑树坪煤矿为例,通过对11~#煤充水因素和底板有效隔水层阻水性能进行分析,采用突水系数修正公式对煤层底板突水危险性进行预测和分区。结果表明:井田北部区域突水系数均小于0.06 MPa/m,属于带压开采安全区;井田中南部大部分区域突水系数大于0.06 MPa/m,其中突水系数介于0.06~0.1 MPa/m的正常块段,属于带压开采过渡区;突水系数介于0.06~0.1 MPa/m的构造破坏块段、大于0.1 MPa/m的地段,属于带压开采危险区。     

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。     

矿井顶板涌(突)水危险性预测系统研究

针对浅埋煤层开采顶板涌(突)水危险性预测问题,在详细分析钻孔和水文地质等资料的基础上,对矿井顶板涌(突)水的预测涉及到的各类数据进行了组织与管理,设计了由预测数据管理和顶板水害预测两大模块构成的预测系统,建立了矿井顶板涌(突)水多因素叠加分区预测模型,并通过陕北张家峁煤矿的实际数据进行预测,进一步验证了该系统的实用性。