采掘中突水溃砂机理研究现状及展望

从理论研究、室内试验等方面总结了煤矿突水溃砂机理的研究现状,指出上覆松散含水层的水头压力与溃砂通道宽度是建立描述突水溃砂机理的关键。通过对目前生产实践中采取的防治措施及安全评价方法的研究,认为应在综合评价影响采掘溃砂因素的基础上建立预测预警模型。并针对采掘溃砂过程中一些尚未解决的科学问题,诸如溃砂定量预测与计算、试验的可视化、采掘风险评价等。提出了＂以颗粒物质的流动行为来深入认识溃砂产生的机理＂这一观点,并引入了透明土试验技术,在深层次上揭示采掘溃砂过程机制、水砂混合物在岩体裂缝和破碎岩体中的运移规律的基础上,建立煤矿采掘溃砂安全评判模型,为松散含水层下安全开采提供技术支撑。     

煤矿瓦斯爆炸事故鱼刺图分析

在矿井采掘生产过程中煤矿瓦斯爆炸事故是经常发生的,必须加强预防和控制瓦斯爆炸事故方面的研究。根据瓦斯事故爆炸机理和事故致因理论,应用鱼刺图分析方法对煤矿瓦斯爆炸事故分别进行人的因素、机的因素以及环境的因素分析,通过对事故诸多因素的分析,找出发生煤矿瓦斯爆炸事故各因素之间的逻辑关系并建立事故结构分析图,结合事故结构分析图和相关瓦斯爆炸事故的经验教训,提出了相应的预防措施,有效预防和减少伤亡事故的发生,可为煤矿安全管理提供科学依据。     

韩家湾煤矿三盘区开采突水溃砂可能性分析

 为了解放富水区下呆滞的煤炭资源,从矿井突水溃砂发生的四个必要条件分析,采用了物探、钻探和抽水试验等技术对三盘区进行了水文地质补勘,根据勘探结果得出工作面已不具备溃砂条件的结论,排除了工作面面临的溃砂威胁。同时,根据工作面涌水机理提出了“动静态水结合法”的水量预计方法,结合工作面具备的最大排水能力,确定了工作面临界突水水头高度,根据计算结果基岩风化带潜水含水层水头高度低于临界突水高度,解除了工作面面临的突水威胁。     

任楼煤矿提高回采上限首采面突水溃砂原因分析

针对任楼煤矿首个提高回采上限工作面回采过程中发生的突水、溃砂事故,从覆岩结构、矿压显现、支架阻力等角度,对突水溃砂的原因进行了分析。结果表明,风巷顶板破坏并沿巷帮发生失稳导致顶板侧向支承结构消失,周期来压期间覆岩整体破断时支架阻力不足、支护不及时而导致覆岩砌体梁结构失稳、端面漏冒加剧,进而造成严重突水溃砂。在后期的复采过程中,提高支架阻力、修复变形严重的风巷、改变巷道支护形式、完善排水系统以及加强工作面支护管理是防范突水溃砂的主要手段。     

煤矿突水事故防治方法

从二方面防治煤矿突水事故,减小突水灾害损失:其一,管理措施--调整煤炭生产结构,整顿煤炭生产秩序,实施煤矿安全战略,完善煤矿安全科技体系与防治体系,完善安全技术标准;其二,技术措施--在加强气象、水文动态和矿区水文地质勘查的基础上,有针对性地实施地面防水工程、地下防水工程,制定紧急突水事故预案.     

煤矿透水事故的鱼刺图分析法与防治

由于受到技术发展、地质条件、管理因素等多方面的影响,我国煤矿事故时有发生。其中,透水事故是比较常见且危害较大的一类事故。因此,针对煤矿透水事故进行分析以减少透水事故的发生是非常必要的。通过研究透水事故发生规律,根据事故致因理论,结合现场的一些实际情况,对透水事故进行了系统分析,并以"鱼刺图分析法"为基础,绘制了贴近实际的煤矿透水事故鱼刺图。通过对鱼刺图中的各个因素的分析,从人、物、环境、安全管理4个方面提出了针对性的防治措施。为煤矿透水事故的控制和安全管理提供理论指导,从而最大程度避免事故的发生,减小对井下作业的影响,维护煤矿安全高效的生产秩序。     

煤矿顶板突水事故数值模拟分析

应用东北大学岩石破裂与失稳研究中心(CRISR)自主开发的F-RFPA^20渗流与应力耦合分析系统，对煤层顶板随着开采的逐步进行，采动裂隙逐渐向上发展并最终与含水层连通，进而导致煤层顶板突水的全过程进行了数值模拟，直观地显示了煤层顶板的变形、破坏过程以及突水前后渗流场的变化情况，阐明了煤矿顶板突水事故通常由采动裂隙引起的突水机理．当垮落带与裂隙高度没有达到含水层高度时发生顶板突水的可能性较小，反之亦然．因此准确确定煤层顶板垮落带和断裂带高度，对于进一步确定煤层开采深度上限，合理留设防水煤柱具有重要的意义．     

含水松散层下厚煤层采掘溃砂危险性分析

针对含水松散层下厚煤层采掘溃砂工程难点,对含水松散层的岩性、厚度和富水性等水文地质条件进行研究,探讨了厚煤层分层开采留设安全煤岩柱合理尺寸,并确定了相应的开采方法;预计了(垮落带和导水裂隙带)"两带"高度,基于GIS的强大数据处理功能,对多因素引起的采动溃砂危险性进行了量化评价,分析得出了分层开采条件下顶板溃砂危险性分区图。     

照金煤矿突水溃沙事故救援遇到的困难和应对策略

叙述了照金煤矿重大突水溃沙事故救援过程。通过对事故致灾原因的分析判断、救灾方案的逐步形成和落实,总结了救援方案实施过程中遇到的问题和采取的应对措施,确保未发生次生灾害和人员受伤。     

侏罗纪巨厚基岩下采煤突水溃砂典型案例分析

国内学者对浅埋煤层开采引起的上部松散含水砂层溃入采场的研究十分深入,泥砂来源于第四系松散层已成为共识。近年来西北侏罗纪巨厚基岩下采煤引起的水-砂混合突涌事故日益增多,成为一种新的危害性较大的地质灾害,目前国内学者对此鲜有研究。为揭示基岩突水溃砂的孕灾机理,制定科学防范措施,以陕西黄陇煤田某矿采煤工作面突水溃砂事故为例,首先对前人做出的事故原因分析和认定提出技术商榷和探讨;依据补充勘探成果,结合突水溃砂过程,提出该起事故具有离层水害特征:离层空间汇集水源功能将砂岩裂隙水转化为"自由"水体,引起短时高强度突水,进而提出离层水害需要同时具备5个条件,即岩石力学条件、富水性(水源)条件、汇水时间条件、离层空间条件、导水通道条件等。其次,根据大量的岩石物理力学试验数据,判断4^-2煤层上覆岩层具备离层产生的物质基础;根据离层水害时间、空间条件,借用"经验公式"推断引起该起事故的离层空间应该位于4^-2煤顶板上30.54～77.10 m的地层内,并将这个高度范围内的地层作为富水性评价的目标层段;选取砂岩层厚度、脆塑性比值、构造分维等3种地学信息,采用新型复合...     

广东大兴煤矿特大突水事故机理分析

通过实地调查、测量以及地质及地球物理勘探,分析认为大兴煤矿“8·7”突水事故的突水机理为：防水煤柱受断层破碎带的影响,在上部水压、采动矿压、煤层自重、地下水的联合动力作用下,破碎的岩体沿垂向固有构造裂隙面向上塌落形成椭圆形柱体,待形成自然平衡拱后塌陷垮落停止,上覆岩层得到暂时稳定;随着采煤工作面的不断扩大,自然平衡拱被再一次打破,椭圆形柱体内的垮落继续向上发展,直至最后的关键层破坏或破碎达到临界突水系数而发生突水.     

车集煤矿突水事故的治理

文章对永煤集团车集煤矿历次突水事故进行了研究分析 ,归纳出该矿的突水机理 ;太灰上段灰岩水是直接突水水源 ,太灰下段灰岩水对上段灰岩水进行越流补给 ,是间接突水水源 ;突水通道为裂隙。通过与邻近矿对比 ,提出了水突出的规律性常数。     

采掘溃砂导致砂性土地基渗透破坏机理分析

基于溃砂理论和土的渗透破坏理论,分析了薄基岩区煤层开采过程中冒落裂隙带导通第四系松散含水层后,第四系松散层中的细颗粒砂随地下水不断溃入采空区,导致砂性土地基渗透破坏的机理。以淮北市烈山区土型社区为例,分析认为该社区采动影响边界外的大面积民房开裂现象是由于附近小煤矿采掘溃砂导致的地基渗透破坏所致。     

冲积层高水压含水体下工作面突水溃砂机理分析

冲积层砂砾含水层导致的工作面的突水溃砂事故,对人员安全和设备有重大威胁。赵固一矿大多数薄基岩工作面在留设防砂安全煤(岩)柱的条件下可实现安全开采,但在特殊水文地质条件下仍有工作面发生突水溃砂事故。在分析归纳多起突水溃砂事故的基础上,总结了防砂煤（岩）柱失稳的主要类型,认识了特殊水文地质条件下事故的形成原因,查明了突水溃砂的形成机理。研究结果表明：工作面出现压架事故,顶板岩层持续抽冒造成超限开采,导水裂缝带波及砂砾高水压“天窗区”是致灾的关键因素。建议采取加强顶板管理,论证支架支承力适用性,适当留设保护煤柱,加强冲积层探测,针对性调整采动影响等预防技术措施。研究结果对我国类似条件的工作面安全开采具有借鉴价值。     

西北矿区浅埋煤层突水溃砂危险性评价

我国西北地区煤矿矿区生态环境脆弱,尤其是浅埋煤层进行开采时,上覆岩层突水溃砂频发,造成重大的人身伤亡和经济损失。以西北转龙湾煤矿23105工作面为研究区,基于熵权法和GIS技术,选取了砂层厚度、含水层富水性、有效隔水层厚度和煤层采厚等4个指标作为影响研究区浅埋煤层工作面突水溃砂危险性的关键因素,建立了基于熵权法和GIS技术的浅埋煤层突水溃砂危险性评价模型,对研究区突水溃砂危险性进行了分区评价。根据模型评价结果与依据"三下规范"评价结果进行对比,结果表明:浅埋煤层工作面突水溃砂危险性多因素分区评价更加充分地考虑突水溃砂的诱发条件,得出了23105工作面突水溃砂危险性处于相对安全-极高危险,工作面从南至北、自东南向西北危险性逐渐减小的趋势,有利于有针对性地防治突水溃砂,在不同分区内采用最适当的工程防治措施。     

厚松散层下开采突水溃砂室内试验探究

为探究鲍店煤矿八采区巨厚松散层薄基岩下开采底含突水溃砂临界条件,通过现场钻孔第四系下组3个不同深度的取样,室内颗粒分析后发现3组砂层土样级配曲线变化规律基本一致.基于采掘溃砂机理和Theis公式,概化了突水溃砂井模型,推导了临界水力坡度表达式,获得了不同裂缝宽度条件下3组土样的抗渗透破坏临界水压力,发现裂缝开度和黏粒含...     

青龙煤矿长兴灰岩岩溶突水事故分析研究

通过对青龙煤矿11609外工作面突水事故分析,得出突水充水水源为长兴灰岩岩溶(溶洞)水,充水通道为"三带"导水裂隙,并为下一步长兴灰岩岩溶(溶洞)水的水害防治进行研究,为贵州同类矿井减少岩溶(溶洞)水害事故具有借鉴意义。     

大平煤业采掘工作面突水机理分析

山西大平煤业有限公司采、掘工作面在地质构造低洼处生产期间,顶底板时常有突水现象,突水量变化较大,突水为顶、底板砂岩裂隙水瞬时突水.     

厚松散层薄基岩浅埋煤层突水溃砂的可能性分析

以石圪台矿22304工作面为例,从厚松散含水层、薄基岩浅埋煤层开采时存在的突水溃砂问题入手、分析影响突水溃砂的4个影响因素、以现场监测、室内流固耦合相似模拟和水动力学等为主要研究手段,分析采区的特定的地质条件,研究煤层采动覆岩来压的规律,薄基岩破坏规律及研究水砂运移的动力机制,并给出突水溃砂临界水头高度及安全水头的计算和判定依据;得出了工作面的临界采宽是52.7 m,老顶首次来压计算步距50~79 m,周期来压步距16~19m。临界水力坡度为1.251、临界水头高度为13.54 m、实际水力坡度为3.25、实际水力坡度大于临界水力坡度,分析研究区在初始状态下有突水溃砂危险。     

厚松散层薄基岩煤层开采突水溃砂风险评价

通过对43下20工作面水文地质资料及钻探结果的分析,揭示了第四系厚松散层含、隔水层特征、底部黏土厚度及隔水性以及上覆薄基岩结构特征,建立了厚松散层、薄基岩工作面回采数值模型,计算得出冒落带发育高度为14m,导水裂缝带发育高度33m;确定工作面开采安全煤岩柱类型为"顶板防砂安全煤岩柱",并计算得到防砂安全煤岩柱高度为24.3m。结果表明:导水裂缝带及理论计算煤岩柱高度均小于最薄基岩厚33m,工作面开采厚度为2.5m时不具有突水溃砂风险。