榆横矿区富水煤层井巷开拓期间水害防治技术探讨

为了解决榆横矿区富水煤层井巷开拓期间水害治理难题,借鉴小纪汗、袁大滩、巴拉素等邻近矿井在相同煤系地层中采用地面钻孔疏水、井下超前钻孔降水、煤巷施工疏水等技术解决矿井水害防治问题进行了探索应用,对大海则煤矿以侏罗系中统延安组（J2y）为主富水煤系地层水文地质条件的分析,为大海则矿井以煤层为主含水层防治水技术应用提供了依据,取得了良好的安全经济效益。     

小纪汗煤层为主含水层力学成因的试验探究

我国榆横矿区小纪汗煤矿首次发现一种开采煤层为高承压含水层的特殊地质现象。基于煤层为主含水层矿井的地层赋存、煤层赋存和水文地质等特征的研究基础,通过试验研究煤层具备含水层特征的力学成因。选取小纪汗煤矿BS5号钻孔9个典型地层的煤岩样进行单轴压缩、巴西劈裂及三轴压缩,得到了煤岩样的抗压强度、弹性模量、泊松比、抗拉强度、内聚力和内摩擦角。所得结论为揭示煤系地层煤层作为主含水层的成因提供试验参考。     

煤层为主含水层矿井煤巷安全高效掘进技术研究

我国西部榆横矿区首次发现煤层为矿井主含水层,且为承压含水层,针对此种承压含水煤层巷道掘进中水流场、裂隙场和应力场等多场耦合作用的极其复杂特征,以中国华电集团小纪汗煤矿11203回风顺槽掘进为例,分析了承压含水煤层掘进中的关键技术难点,研究了水害防治与煤巷掘进并存下的工艺,提出了炮掘拉顶泄压,综掘机快速掘进,以及设置临时水仓和锚网喷支护的技术方案,实现了承压含水煤层巷道安全高效掘进。     

开元矿矿井水文地质条件及水害影响因素分析

煤矿水害的防治对于煤矿安全开采十分重要。结合阳煤集团寿阳开元矿业的地质情况,对其未来开采过程中可能的水害进行探讨。首先分析了井田的水文地质条件,主要是含水层和隔水层的分布情况;然后重点分析了矿井的充水条件;最后探讨了未来开采过程中可能发生的水害。研究结果表明,该矿3号煤层开采时会贯通上部砂岩裂隙含水层,9号煤层开采受上部砂岩含水层裂隙水和采空区积水影响,可能形成矿井涌水,但不会威胁矿井安全;15号煤层虽受岩溶水水害影响,不会威胁矿井安全。     

煤层为主含水层采动中的覆岩裂隙演化规律研究

小纪汗井田是以2号煤层为主含水层的矿井,为确保煤层安全回采,采用RFPA~(2D)对煤层开采进行数值模拟,分析了煤层为主含水层开采时采动裂隙演化和支承压力特征,对现场进行了实测,得出了煤层为主含水层采动中覆岩裂隙演化特征。研究结果表明:采动裂隙是2号煤层的主要充水通道;利用RFPA~(2D)数值模拟对导水裂隙带发育高度的预测与实测结果吻合良好,但结果比较保守。     

导水裂隙带内充水含水层对煤矿生产的影响研究

煤层顶板导水裂隙带内的含水层是煤层开采的直接充水含水层,对矿井生产影响很大。本文在分析济宁三号煤矿地质、水文地质特征的基础上,计算了主采煤层3上煤和3下煤的顶板导水裂隙带高度,对导水裂隙带内的充水含水层及其对生产的影响进行了分析、评价,提出了水害防治的措施。     

川南古叙矿区观文矿段水害类型及防治对策

针对川南古叙矿区观文矿段存在的矿井水害问题,在梳理观文煤矿地质及水文地质条件的基础上,分析了各含水层地下水对煤层开采的影响;以充水水源空间位置及水害形成条件为标准,将矿区内水害类型分为大气降水、老窑及采空区积水、煤层顶板水、煤层底板水与构造水5大类及可能的离层水害。针对不同类型水害对矿井的威胁程度及防治难易程度,提出了适合观文煤矿复合水害的防治水对策。     

小纪汗煤矿富水煤层超前疏降水防治水害实践

煤层为含水层的特殊覆岩水文地质结构系统使得小纪汗煤矿突水问题异常严重,含水层裂隙联通性弱使得疏排水效果很差,对掘进和支护造成严重影响,经过不断研究探索,采用地面钻孔抽排、井下钻孔超前降水、强行揭煤掘进疏水相结合形成的动态治水方案,提高矿井排水能力,规划排水路线,加强涌水的处理使用,形成了一套完整的“抽、疏、排、用”矿井涌水处理系统,在防治水方面取得重大突破,保证了工作面掘进与支护的安全.     

金辛达煤业201工作面导水裂隙带的发育研究

本文以金辛达煤矿2号煤层顶板水害防治为研究背景,考虑矿区地形地貌、煤层赋存特征及开采技术条件,分析煤层开采过程中含水层、隔水层空间赋存结构与地下水特征,明确矿井水害类型及基本特征;综合采用多种实测手段确定导水裂隙带的稳定高度和最大高度,分析导水裂隙带动态变化规律,指导煤矿安全生产。     

石壕煤矿水文地质条件分析及防治水对策

对石壕煤矿矿井水文地质条件进行了分析,并总结了该矿突水特征,分析认为对矿井安全生产有影响的含水层主要为富水性强的奥陶系灰岩含水层,导水通道主要为断裂充水通道和煤层开采形成的导水裂隙带,并有针对性地提出了水害防治对策。     

煤层底板水害预测与超前预治理技术

煤矿水害防治工作是煤矿安全生产工作的重中之重。针对煤层底板水害防治问题,介绍了实际生产过程中针对掘进工作面和回采工作面突水危险性预测的常规方法,对其优缺点进行综合分析,从而进行煤层底板突水危险性的预测评价,进而制定工作面超前预治理的技术方案,主要包括应用煤层底板含水层注浆改造技术对煤层底板突水可能性大的区域进行注浆改造,或利用煤层底板含水层疏水降压技术对危险区域进行疏水降压。上述这些措施的使用,最大限度地避免了水害事故的发生,实现了安全开采。     

顾北煤矿A组煤首采区灰岩水害探查治理技术探讨

通过对淮南矿区以往A组煤开采实际生产情况的分析,发现煤层底板灰岩水害是威胁矿井安全生产的主要因素之一。以顾北煤矿A组煤层开采为背景,对A组煤首采区的灰岩水可疏放性进行了分析研究发现,C₃ I组灰岩含水层为A组煤开采的直接充水水源,与下部灰岩含水层之间水力联系不密切,以静储量为主、补给差,具有可疏放性的特点。对所研究区域的灰岩水害治理效果进行了验证评价。     

蒙西深部复合水体下高强度安全疏控水开采技术

针对蒙西矿区纳林河二号矿井开采深度大,主采煤层受多层含水层威胁、开采强度大的特点,在确定该矿区水害威胁类型的基础上,采用数值模拟、物理相似模拟和经验类比的方法研究了主采煤层覆岩破坏高度,分析了各含水层的充水规律,提出了复合水体下安全“疏控水”技术方案。研究结果表明：蒙西矿区开采主要防治水问题是复合水体威胁下安全采煤;预计得到纳林河二号矿井3-1煤开采垮落带高度按照垮采比4.5倍选取,裂采比按照15倍选取;提出的复合水体下“疏控水”采煤的总体方案为对于白垩系志丹群含水层采取“顶水开采”的方案,对于直罗组底部砂岩含水层采取“边回采边疏降”的控水方案,对于延安组含水层则采取“钻孔疏干或疏降与回采疏干或疏降相结合、先疏后采与边疏边采相结合”的疏水方案。     

干河井田水文地质规律及涌水特点分析研究

干河矿井为新建矿井,井田煤层埋藏深,带压程度高,地质构造复杂.在建井过程中,通过开展水文地质钻探、地下水水位动态监测、矿井涌水量观测等水文地质基础工作,对矿井涌水与各含水层水位变化的关系进行了深入研究,分析了井田边界断层的导水性,各主要含水层的赋水性、各含水层之间的水力联系.基本查明了干河井田的水文地质规律,并得出了干河矿工作面涌水的原因及治理措施.     

榆神矿区浅埋煤层减水开采中预疏放标准确定方法

榆神矿区地处干旱半干旱地区,生态环境十分脆弱。疏放水是榆神矿区顶板水害防治的主要手段,但过度疏放不仅增加矿井排水负担,而且不利于保护浅层地下水资源。因此,在确保防治水安全的前提下,计算预疏放残余水头、确定预疏放阶段和回采阶段第四系松散含水层漏失量,从而实现总漏失量最小是煤炭减水开采中的重点研究问题之一。以榆神矿区锦界煤矿为例,在分析井田含、隔水层赋存特征的基础上,建立了煤层开采的2种充水模式,并对顶板含水层进行了富水性分区;以矿井涌水量实测数据为基础,分析了涌水量变化规律及其构成比例;采用Drain边界刻画多工作面连续回采内边界,建立了锦界煤矿采掘扰动条件下地下水流数值模型,研究了两种充水模式下预疏放残余水头在不同工况下的第四系松散含水层总漏失量变化规律,确定了工作面预疏放结束标准。结果表明:锦界煤矿煤层顶板为典型的沙(层)-土(层)-基(岩)型结构,主要充水水源为风化基岩水,主要充水模式为土层未缺失风化基岩充水型及土层缺失风化基岩和松散层混合充水型。采用GIS多元信息融合技术划分的井田富水性分区结果显示,相对强富水区位于井田二盘区局部地段、三盘区和四盘区大部分地段,与现场实际基本一致。矿井疏放水量与工作面回采残余涌水量曲线变化趋势基本一致,各占矿井涌水量的50%左右。通过数值模型计算得出两种充水模式下工作面预疏放结束标准为将充水含水层疏放至煤层底板以上15~20 m,保留一定的残余水头可进行回采,无需继续疏放。此时,第四系松散含水层水资源总漏失量最小,可起到减水采煤的作用。研究成果为榆神矿区浅埋煤层提供了“减水开采”的新思路。     

基于GIS—ANP的北阳庄煤矿煤层底板含水层富水性评价

煤层底板含水层的富水性对底板突水起到了关键性的作用,只有当导水裂隙带与含水层强富水区域相连接,才会发生矿井突水灾害,因此对煤层底板含水层的富水能力进行研究,有助于预防矿井水害的发生。以北阳庄煤矿陶系灰岩含水层为研究对象,选择煤层底板含水层富水性评价的主要控制因素,同时结合非线性数学方法——网络层次分析法（ANP）,建立了富水性综合评价模型。在此基础上,利用地理信息技术（GIS）对各影响因素数据进行了处理,制作了各影响因素专题图并进行了复合叠加和评价分级,最终得出了北阳庄煤矿奥陶系灰岩含水层富水性综合评价分区图。基于GIS—ANP的含水层富水性多源信息综合评价方法,能够反映含水层富水性受多因素控制的特征和因素间的相互影响关系,是一种可行的矿井含水层富水性评价方法。     

瓦斯压力在线监测预警机制应用研究

为了能准确、有效、及时的预测预报井下煤矿瓦斯突出,根据高瓦斯煤层应力场与瓦斯场具有典型的耦合效应,且瓦斯压力场与地应力场的关系主要表现在瓦斯压力的变化上这一原理,并在平煤股份十矿己15-16煤层和己17煤层安装一套煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,利用该系统中的煤层瓦斯压力实时监测功能实时在线监测揭煤区域煤层瓦斯压力变化情况,结果表明：煤层瓦斯压力变化随着瓦斯抽放时间而降低,而随着瓦斯解吸量的增加升高;监控到的瓦斯突出煤层瓦斯压力的变化符合正常规律,开发的煤矿瓦斯突出灾害监测预警系统能够连续监测煤层瓦斯压力及其变化动态,为煤矿瓦斯突出灾害监测预警提供了技术基础和有效手段。     

厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理

针对厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理问题,以山东郭屯煤矿立井井筒偏斜为研究对象,在阐释厚松散层薄基岩煤层开采覆岩移动变形机理的基础上,采用煤层开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,根据叠加原理给出了该类地层煤层开采和底含疏水共同作用覆岩移动变形计算公式,并得到实测验证;基于对该类地层开采覆岩移动变形特征分析,揭...     

基于构造—层次分析法的含水层富水性评价

构造裂隙是含水层富水性的重要影响因素,也是矿井充水通道之一。渭北煤田某矿井5煤直接顶板为山西组砂岩含水层,是煤层采掘中的直接充水水源。对井田内已知构造进行了分形、量化,并结合含水层岩性特征、层位特征等多种主控因素,采用富水性指数法对煤层直接顶板含水层富水性进行了评价和分区,指导了矿井防治水工作的开展。     

浅议百良煤矿复杂地质条件下的充水因素

百良煤矿位于澄合矿区东部,主采5号煤层,位于奥灰水静水位以下,属承压开采区。奥灰岩溶水系统属隐伏型地下水系,属于煤炭开采过程中底板突水威胁的充水水源。第四系松散孔隙含水层、三叠统至下二叠统裂隙水含水层、上石炭统太原组及中下奥陶统峰峰组岩溶水为采掘活动中重要的顶板充水因素,加之地质构造较为复杂多变,水文地质条件复杂。随着采掘区域的扩大,原有的水文地质资料与实际有一定出入,已不能满足实际。本文结合实际生产过程中的水文地质条件变化规律和充水因素进行详细分析,并与原有的地质资料进行对比分析,提出了新观点和研究思路,对矿井今后的水害预测预报、水害防治工作具有重要的参考价值,促使矿井防治水工作更具有实效性。