煤层底板寒灰上段隔水性能及水文地质结构特征

通过7个探查钻孔查明了豫中某井田煤层底板寒武系灰岩上段岩性、岩层组合关系以及岩溶发育—充填情况.随后,提出了"寒武系灰岩上段至少25 m层段岩溶不甚发育、且具有复杂组合关系的隔水层结构,可作为隔水层考虑"的重要认识,并在分析寒灰上段岩层的组合形式及其阻隔水作用的基础上对其综合阻隔水性能进行了评价.研究表明,将寒灰上段岩溶不发育段作为隔水层考虑将更符合实际.上述认识对该井田底板防治水工程的开展以及井巷的开拓等起到了非常积极的作用.     

开滦范各庄井田12煤层底板突水危险性的地质评价

根据隔水层的岩性和结构特征,提出了评价隔水层隔水性能的岩性-结构评价方法;并在突水系数中考虑隔水层的岩性-结构特征,提出了煤层底板突水危险性评价分类.针对开滦范各庄井田12煤层底板突水地质条件实际,系统分析了12煤层底板砂岩裂隙含水层厚度及其特征、隔水层的岩性及其分布和断裂构造条件,对开滦范各庄井田12煤层底板突水危险性进行了评价.研究表明,煤层底板隔水性能取决于隔水层岩性和断裂构造,随着底板泥岩百分比含量和厚度的增加,隔水层抵抗水压的能力增强,隔水性能变好;随着断裂发育程度的增加,底板隔水层由完整结构、块裂结构到碎裂结构和松散结构,底板隔水性能降低,且完整底板泥岩层的抗水能力明显大于含裂隙的底板泥岩层.开滦范各庄井田12煤层底板发生突水的水源以12～14煤层间砂岩裂隙承压含水层为主,其砂岩裂隙含水层的厚度由井田的浅部向深部增厚;含水层水压随其埋藏深度的增加而增高,呈线性关系,且富水性增强;12煤层底板隔水性能随着煤层埋藏深度的增加而减弱,且突水危险性增强.     

底板隔水层破坏的力学模型及破坏判据

煤层底板到含水层之间通常有一层致密、隔水性好的岩层,称之为隔水层。承压水上采煤时,隔水层成为底板阻止含水层中高压水的唯一屏障,突水通道是否形成,决定了底板是否发生突水,而当底板岩层中没有断裂构造存在时,只有隔水层破坏,煤层底板才会产生突水通道发生突水。所以研究隔水层的破坏情况对研究承压水上采煤底板突水机制具有重要意义。     

隔水层等效厚度的评价确定

矿井带压开采是解放受底板突水威胁的下组煤的有效方法之一,对下组煤底板突水危险性的评价是确保煤矿安全开采的重要手段,其中下组煤底板隔水层阻隔水能力的确定是评价矿井突水危险性的重要因素,但是在突水危险性评价中隔水层的等效厚度往往难以有效确定。为了评定隔水层等效厚度,以新阳井田为例,从岩性组合、岩层抗压强度与隔水能力、底板采动破坏深度等多个方面综合研究,最终确定评价了井田下组煤底板隔水层的等效厚度,为类似煤矿下组煤底板隔水层等效厚度的确定提供了综合的评价方法。     

特厚煤层采动底板变形破坏的数值模拟与实测对比

根据兖州某矿工作面煤层顶、底板岩层组合及结构性质特点,建立反映完整底板岩层组合的工程地质模型,通过FLAC3D数值模拟分析了煤层开采过程中底板应力及塑性区分布特征,得到了采动煤层底板变形破坏的深度。最后,结合现场该面煤层底板随不同深度钻孔内超声成像观测的变化规律,综合对比分析得出该面煤层底板破坏深度约为12 m。     

矿压对底板破坏深度的分析

通过对肥城煤田徐家庄灰岩含水层的预注浆改造及采面底板突水点的封堵 ,总结分析了工作面开采前后钻孔水量及吸浆量的变化规律 ,探讨了采矿活动对底板隔水层及含水层破坏的应力分布提出了矿压对底板岩层破坏深度的新认识     

久丰井田主采煤层带压开采可行性研究

以久丰井田为例,分析了井田16~#主采煤层的充水水源、充水通道、底板岩层组合及其阻水性,在此基础上运用突水系数法对回采工作面的突水危险性进行评价,研究结果表明:16~#主采煤层的底板隔水层厚度稳定、结构完整,具有良好的阻水性能;16~#煤层回采区大部分区域的突水系数小于0.06MPa/m,属于带压开采安全区;突水系数介于0.06~0.1MPa/m之间并受构造影响区域、标高+740m以下且突水系数大于0.1MPa/m的区域,均属于带压开采危险区。     

龙湾井田奥灰系顶部岩层隔水性能分析及注浆加固改造可行性研究

为了研究晋煤集团龙湾井田奥灰系顶部岩层隔水层注浆加固改造的可行性,探讨了龙湾井田奥灰顶部相对隔水层的岩性组合、富水分布特征及奥灰顶部人工相对隔水层段的改造方法,介绍了国内常规回转钻进技术和定向钻进技术的技术特点及实践效果。结果表明:在对奥灰顶部50 m相对隔水层加以利用后,15号煤受底板奥灰高压水威胁煤炭资源所占比例显著降低,带压开采可采储量可以满足矿井需求。     

承压水上开采煤层底板破坏深度数值模拟及实测研究

根据某矿综采工作面煤层顶、底板岩层组合及结构性质特点,建立了反映完整底板岩层组合的工程地质模型,通过FLAC3D软件数值模拟分析了煤层开采过程中底板应力及破坏特征,结果表明:煤层底板下0～4 m内岩体破坏较为严重,不具有阻水能力;煤层底板下4～10 m内岩体虽然发生了局部破坏,但其破坏程度相对较弱,具备一定的阻水能力。结合现场煤层底板钻孔内不同深度传感器应变测试值随工作面推进的变化情况,确定出煤层底板破坏深度为8～10 m。综合对比分析得出煤层底板破坏深度为10 m。     

断裂构造发育程度与岩层组合特征浅析

根据旗山井田２００多个钻孔中煤层附近的岩层组合特征，计算出岩层组合系数，揭示了不同的岩层组合与构造形变的内在联系，并对矿井断裂构造的发育程度进行了预测和分析。     

底板隔水层岩性组合特征对隔水性能的影响

带压开采是解决受底板突水威胁煤层的有效方法之一;而底板隔水层阻隔水能力是影响带压开采安全性的重要因素.运用理论分析、物理试验和数值模拟手段,就底板隔水层的不同岩层岩性特征对其阻隔水性能的影响进行研究,得到了工作面推进过程中底板隔水岩层的变形、应力及破坏特征和渗流分布特征,讨论了3种组合情况下底板隔水层的结构稳定性和渗流稳定性,比较分析了软、硬岩层的不同组成方式对底板隔水性能的影响.     

定向钻进技术在唐家会煤矿区域水害防治中的应用

矿井水害严重制约煤炭的安全高效绿色开采.唐家会煤矿主采6号煤层,煤层顶板受砂岩水威胁,底板受奥灰水威胁,且井田内导水构造发育.采用定向钻孔进行底板隔水层探查,探明了61303工作面底板隔水层的水文异常,通过观测放水量及水质参数变化情况,发现D1、D1-1及D2三个定向钻孔在孔深400 m后存在水文异常区,且存在下部奥灰水的补给,为该工作面的安全生产提供了基础资料.顶板疏放水及底板探查治理的实践表明,井下定向钻探技术能够实现水害的超前探查和防治,在煤矿井下水害防治中具有显著优势.     

双全井田二1煤层矿井充水因素探讨

介绍了河南省双鹤煤田彰武~伦掌勘查区区域水文地质单元含水层出露、空隙性质、岩性组合特征。根据双全井田岩性、水力性质、空隙特征和富水程度,将双全井田地区自上而下分为九个含水层和四个隔水层,通过对含水层、隔水层的详细研究,结合该地区的构造条件及二1煤顶底板岩性分析,对双全井田二1煤层矿井充水因素进行探讨。     

矿压对底板破坏深度的分析

通过对肥城煤田徐家庄灰岩含水含水层的预注浆改造及采面底板突水的封堵，总结分析了工作面开采前后钻孔水量及吸浆量的变化规律，探讨了活动对底板隔水层及含水层破坏的应力分布提出了矿压对底板岩层破坏深度的新认识。     

王坡井田峰峰组顶部岩层隔水性研究

为了解放王坡井田下组煤受奥陶纪灰岩水威胁的煤炭资源,在华北地层奥陶系顶部存在隔水层理论基础上,采用水文地质钻探、抽水试验、盐化测井、压水试验、钻孔窥视试验等多种手段相结合的方法,对王坡井田峰峰组顶部岩层隔水性进行分析研究。结果表明:王坡井田峰峰组顶部岩层发育有稳定的古风化壳,顶部灰岩富水性极弱、渗透性较差、裂隙不发育,可作为相对隔水层考虑。     

赵庄井田奥灰水文地质特征及下组煤开采安全性评价

基于赵庄井田奥灰含水层发育特征及水文地质特征,结合该区构造特征、煤层底板岩层组合、突水系数3个指标对下组煤开采安全性进行评价,结果显示,奥灰含水层埋藏东浅西深,上部富水性弱-强,下部中-强;较大正断层错断使下组煤层与中奥陶统强含水灰岩直接接触,增加煤层充水性,对煤层开采具有一定的威胁;15~#煤底板岩层组合为软弱-坚硬-软弱型,在地下水的作用下会发生软化现象,降低煤层底板的稳定性;仅区块南部及东部部分区域突水系数在安全开采范围之内,其它地区均存在突水危险。     

综采放顶煤工作面底板应力及其破坏深度分析

长平煤矿4302工作面为承压水上厚煤层放顶煤开采,为预防回采期间底板突水事故,对采动的工作面底板破坏深度和应力进行分析研究,据工作面地质和生产实际条件,采用弹塑性理论和回归分析方法确定了回采对底板破坏深度的影响范围,利用UDEC数值模拟软件模拟了底板破坏方式和应力分布规律,通过现场布置钻孔应力计和钻孔窥视,实测了回采期间底板应力变化规律和破坏区域。结果表明,底板岩性及其组合结构、回采工艺是影响底板破坏的主要因素,实测、理论计算、数值模拟计算得出底板破坏深度分别为6,9.50～9.75和8m,实测破坏深度小于理论计算和数值模拟结果,底板岩石强度为强—弱—强的组合结构,中部软岩层弱化了上部硬岩层应力集中,同时使下部硬岩层受力均匀,起到良好的保护底板破坏的作用。     

兴盛园煤业井田突水危险性评价

综合研究霍州煤电集团兴盛园煤业有限责任公司井田底板隔水层岩性组合特征、底板隔水层厚度、底板断层发育程度、底板水压分布、含水层富水性及岩溶发育程度等,并进行煤层开采突水危险性评价。对指导安全生产、制定防治水措施具有实际意义。     

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.     

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。