榆横南区地下采煤对地表水库坝体影响的安全性研究

以魏墙煤矿1313工作面为例,通过对矿井地质、水文地质条件进行分析,确定工作面开采的主要充水水源和充水通道,结合先期地表移动变形实测成果、应用概率积分法对1313工作面回采后造成的地表塌陷进行预测,从而判断地表水库坝体的损伤程度。结果表明:矿井开采的3号煤层顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层为1313工作面开采时的主要充水水源,覆岩导水断裂带为主要充水通道,大气降水、地表水库水体均不会被沟通导入井下;而回采后地表塌陷变形将造成水库坝体的Ⅳ级损伤,极可能造成水库水体外溢、灌入下游农田的危险。     

高原环境下娘姆特矿充水条件分析及首采区涌水量预测

娘姆特煤矿地处青藏高原多年冻土带,多年冻土和融区的存在,矿井水文地质有其特殊性,结合矿井充水水源和充水通道分析了矿区充水因素,并运用大井法和比拟法预测了矿井首采区的涌水量。分析和预测结果表明:娘姆特矿井的主要充水通道是各种融区,主要充水水源为砂岩裂隙水,且矿区首采区涌水量较低,从而为矿井的设计、开采提供了重要依据。     

水化学综合识别模式在矿井水源判别中的应用

 随着煤炭资源开采逐步向下延伸,面临的矿井充水条件逐渐复杂。下组煤开采面临的突水水源有上部老空水、第四系松散层水、地表水、顶板砂岩裂隙水和深部奥灰水;在复杂构造条件的影响下,井下涌水出现异常,但目标充水水源水位监测数据未发生明显变化,此时准确判别井下涌水的主要充水水源对矿井防治水至关重要。通过应用实例的分析,证明以常规水化学聚类分析和环境同位素分析构成的水化学综合识别模式对复杂条件下矿井充水水源的判别成效明显,为预防矿井突水事故、保障安全生产提供重要依据。     

黄蒿界煤矿水文地质特征及充水因素分析

依据黄蒿界煤矿以往地质勘查成果资料,对煤矿水文地质条件和充水因素进行研究分析,将煤矿地下水类型划分为第四系松散岩类孔隙裂隙潜水、中生代碎屑岩类孔隙裂隙潜水及承压水2大类型。分析认为,黄蒿界煤矿直接充水水源为侏罗系中统安定组、直罗组、延安组第四段砂岩裂隙水,其通过煤层开采形成的冒裂带,封闭不良钻孔和断裂破碎带及小型断层充水通道流入矿坑,第四系松散层潜水和白垩系下统洛河组孔隙裂隙水通过含水层之间相互补给构成间接充水水源。针对矿井充水因素,提出了防治水工作建议,为矿井设计建设和后续安全开采提供科学依据。     

丰城市杰路煤矿水文地质条件分析研究

通过对井田水文地质条件及可采煤层赋存情况的分析,对井田含水层和隔水层进行了划分,并对各主要含、隔水层(组、段)之间的水力联系进行了阐述。分析研究了矿井的充水因素,第四含水层为间接充水含水层,是开采浅部煤层时的主要补给水源;矿床直接充水水源为二叠系龙潭组主采煤层顶底板砂岩裂隙水;长兴组岩溶裂隙水在局部地段由于开采或断层影响可对龙潭组王潘里段砂岩水进行补给。此结果为矿井今后生产过程中做好综合水害防治工作,提供重要帮助。     

陕西省红石岩煤矿水文地质条件及防治水措施

根据陕西省红石岩煤矿已有的钻探、物探和水质化验及生产揭露的地质资料,分析了矿井的地质条件和矿井水文地质条件,结合近3年矿井涌水量观测数据,认为矿井的直接充水水源是煤层顶板砂岩裂隙水和老空积水及因采动影响产生的导水裂隙带进入井下的大气降水和地表水,主要充水通道为导水裂隙带和老窑巷道,主、副井筒周边采空区积水和四采区采空区积水是矿井的主要水患,并提出了针对性的防治水措施,以确保矿井安全生产。     

平禹六矿水文地质特征及充水因素分析

通过对井田边界条件、主要含水层的富水特征、断层的水文地质特征以及地下水的补给、径流及排泄条件的分析研究,认为二1煤层顶板的直接充水水源为顶板砂岩裂隙水,底板的直接充水水源为石炭系太原组上段石灰岩岩溶裂隙水,底板的间接充水水源为石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙水和寒武系白云质灰岩岩溶裂隙水;矿井充水通道为顶板砂岩、底板灰岩的裂隙和断层带。采用大井法对二1煤层-400m水平的矿井涌水量进行了预算:正常涌水量为270m3/h,最大涌水量为540m3/h。认为计算的涌水量是可靠的,可作为煤矿建井设计和水害防治的依据。     

陈四楼煤矿矿井充水水源及工程地质条件分析

通过分析陈四楼煤矿矿井充水水源,可知地表水对矿床开采无充水影响;新生界底部粘土隔水层分布稳定,对煤层开采有一定影响;煤层开采时的直接充水水源,是煤层顶、底板砂岩裂隙承压水;山西组二2煤的间接充水水源是太原组灰岩岩溶裂隙水,近年来通过煤层底板注浆治理未发生突水灾害。根据煤层顶、底板岩性组合、层理性质、构造发育程度、岩石极限抗压强度等主要因素,结合岩芯完整性、岩芯采取率等次要因素,将二2煤顶、底板5m内的岩石稳定程度,分为4个区。     

青松井田水文地质特征分析

介绍了青松井田的概况,结合断层带、矿井的水文地质特征分析,对矿井的充水因素进行了论述,认为矿区的主要充水水源为新生界松散层第四系及古滑坡孔隙水、二叠系煤系地层砂岩裂隙水、采空区老窑积水,充水通道主要为断层破碎带和采矿冒落裂隙带。由于峨眉山玄武岩的阻隔,茅口组灰岩强含水层对矿井开采没有影响。矿床属裂隙充水为主、水文地质条件中等的矿床。     

杨柳煤矿主采10煤层充水条件分析及充水水源识别

在研究杨柳煤矿地质条件水文地质特征的基础上,对矿井的充水水源及充水通道进行了分析,并利用地下水化学法做出Piper三线图来识别突水水源。结果表明:杨柳煤矿充水水源主要是二叠系主采煤层间含水层和底板的灰岩裂隙水,为矿井水害防治提供一定的参考依据。     

薛湖煤矿矿井充水主控因素与矿井涌水量预测研究

河南薛湖煤矿在开采过程中受到了水害的影响,为了确保煤矿安全、高效生产,分析了矿井水文地质条件,研究了矿井冲水的主控因素,并对矿井涌水量进行预测计算。研究结果表明,薛湖煤矿矿区发育六大含水层（组）和三大隔水层（组）,煤系地层的二叠系砂岩裂隙含水层是危害矿井生产的主要含水层,随着生产的进行,顶板砂岩水多被疏干,对生产的安全不会造成很大的影响。二2主采煤层的直接充水水源为二叠系二2煤层顶板砂岩裂隙承压水,间接充水水源为二2煤层底板和奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水,矿井的自身采空区积水是薛湖矿的充水水源之一。二2煤的导水途径主要有裂隙、断层和封闭不良钻孔3种,高角度正断层可能成为导水通道。越往深部开采水压将会越大,构造和裂隙的发育增加了底板水涌入矿井的危险。选取比拟法和稳定流解析法对采区矿井涌水量进行计算,比拟法计算的全矿井正常涌水量656 m 3/h、最大涌水量787 m 3/h比较符合近年来矿井充水的实际情况,可以作为下一步矿井开采的依据。但随着开采水平的不断延深,太灰岩溶水向矿井突水的概率也将大大提高,若出现短期内多点突水情况,将会超过比拟法预算的最大涌水量。     

新集二矿1煤水文地质特征及开采涌水量预测

鉴于新集二矿计划未来二年内开采1煤,文章通过分析研究1煤的水文地质条件特征,认为1煤开采时主要充水水源为顶底板砂岩裂隙水和太灰岩溶裂隙水,同时对1煤开采条件下的涌水量进行相关预测,对指导1煤开采将起到重要作用。     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题,以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例,通过分析矿井水文地质条件,确定了主要充水水源和充水通道,计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量,提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时,其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水,主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,分析判断其在现有2号煤层开采条件下,不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测,取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际,提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施,通过预防、探查、疏排、监测等手段,共同解决矿井水害问题。     

巴拉素煤矿不同阶段水害问题防治技术研究

在我国西部地区煤炭资源丰富、水害问题严重。为了矿井在建设、生产等不同阶段所面临水害问题可得以有效防治,以侏罗纪煤田榆横北区巴拉素煤矿为例,通过对矿井地质、水文地质条件进行分析,确定主要充水水源和充水通道,并对2号煤层水进行涌水量预测,结合矿井不同阶段的水害隐患,提出相应的防治措施。结果表明:矿井采掘2号煤层时,2号煤层水、其顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层水为矿井主要充水水源,覆岩导水裂隙带为主要充水通道。通过涌水量预测,分析确定采用水平廊道法预测的2号煤层水涌水量为防治水工作依据。结合现场实际,提出采用地面、井下等不同地段进行探查,物探、钻探等方法共同使用的综合方法,对后期矿井采掘过程中的顶板水、煤层水、采空区水、离层水等水害,提出相应的防治措施和方案。     

基于导水裂隙带高度的地下水库适应性评价

利用煤矿井下采空区进行矿井水资源储存和循环利用的地下水库技术为西部缺水矿区的绿色开采提供了新的途径,但其推广应用仍需符合一定的适用条件。综合采用现场实测与理论分析,结合神东矿区煤矿地下水库工程实践,开展了基于导水裂隙带高度的地下水库适应性评价方法研究。结果表明:地下水库储水的高效循环使用是保证该技术成功应用的关键,必须满足"水源"、"库容"和"通道"三大条件。采动覆岩导水裂隙作为地下水库水源补给的重要通道,是影响地下水库适应性的核心因素。利用"基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法",判别具体开采条件导水裂隙带发育高度,当导水裂隙沟通区域补给水源(含水层)时,地下水库具备适应性;否则,区域水源水体一般难以汇聚至井下采空区,从而地下水库中可供循环利用的水资源量将难以保证,地下水库保水方法一般不适用。研究结果得到了神东矿区地下水库工程的验证,并指导了李家壕煤矿地下水库适应性评价和地下水库建设选址。     

孔家沟煤矿水文地球化学特征及水源识别研究

为了研究倾斜煤层矿井水水化学基本特征及水源,判断识别矿区补给水源及井下的排泄点,构建水源识别模型。结合孔家沟煤矿开拓开采及涌水实际,共布设了14个水样采集点,通过水样采集、检测及分析,并使用Piper三线图和Durov图,研究矿井开采区域的地下水水化学特征及与TDS、pH值之间的关系。通过对水样进行来源、分组判断,得出该区域地下水呈弱酸性,TDS、pH值相对较小,水化学特性以Ca-Mg-SO₄-HCO₃、Na-HCO₃-SO₄型为主。研究成果可为矿区的水源动态特征识别提供理论指导。     

长安旬东煤矿顶板分散空腔离层判别及离层位置相似模拟分析

长安旬东煤矿采掘工作面频繁遭受空腔离层水患,尤其是顶板分散空腔离层水患严重干扰采掘工作面的正常生产,通过对长安旬东煤矿矿区水文地质进行研究,分析生产采区离层的裂隙发育条件,通过判别验证顶板“空腔型”离层并进行数值模拟分析,形成针对性的水害疏放治理的4点治理建议。通过对离层水的疏放治理,可以有效避免或减少离层水害,为井下安全作业提供水文地质保障。研究过程包括了分析顶底板围岩特征、判别离层层位、离层数值验证、进行煤矿顶板分散空腔离层位置相似模拟分析、形成疏放治理建议等内容。在对特征离层水层位判别、数值验证等方面进行有效尝试的同时,补充了“分散型”离层水治理理论,丰富了井下疏水工程设计,对研究井下探放水有一定的实际意义。     

长汀矿区矿坑涌水量模糊水文地质比拟法预测

基于长汀矿区勘探资料,分别从含水层组特征、断裂构造带水文地质特征、地下水补给、径流、排泄特征、矿井充水类型等方面对该矿区的水文地质条件进行了分析,结果表明:1矿区侵蚀基准面以上的主要充水来源为大气降水、接触裂隙水和断层接触水;2矿区侵蚀基准面以下的主要充水来源为接触裂隙水和断层接触水;3矿区地下水补给主要来源于大气降水,浅部可直接获得补给,深部通过裂隙和断层间接获得降水补给。在上述分析的基础上,基于矿区用水量实测资料,采用模糊水文地质比拟法、传统水文地质比拟法预测的矿坑涌水量分别约为44.69,46.73m3/h。尽管模糊水文地质法的预测结果略小于传统水文地质比拟法,但由前者充分考虑了降雨量、水头降深、开采面积、给水度、渗透系数和补给水源等因素,故其预测结果相对于传统水文地质比拟法而言可靠性更强。分析结果对于精确预测该矿区矿坑涌水量,确保井下安全开采有一定的参考价值。     

超高水材料地裂缝充填治理技术

为了进行西部采煤沉陷区地表生态恢复治理,针对采动引起的地表永久性地裂缝的治理,在进行超高水材料物理力学性能测试的基础上,研制了野外超高水材料地裂缝充填工艺及充填系统,提出了“深部充填-表层覆土-植被绿化”的地裂缝治理3步法,并以神东矿区大柳塔煤矿12203~12205工作面老采空区生态治理示范基地为试验区,进行了超高水材料地裂缝治理试验,通过与常规沙土充填方法对比分析发现,该系统采用水体积为94%的超高水材料进行地裂缝深部充填后,地表下沉量大大减小,且地表保水性能大大提高,植被长势良好。