浅谈煤矿底板突水机理及防治

通过分析我国煤矿底板突水的基本特点,探讨了其底板突水机理,将煤矿底板突水划分为两大类型,即构造底板突水、工程扰动底板突水。从底板受力和破坏形式的差异出发,将底板分为"三区"和"五带"。运用箱体模型解释了地下水不同储水带、导水带间的径流、补给及排泄现象。     

突水系数与煤矿水害防治

 本文从煤层底板突水预测预报问题出发,就突水系数评价水害方面,从1964年煤炭部焦作水文地质会战开始,分析了各个阶段突水系数公式,论述了突水系数的演化,到《煤矿防治水规定》对突水系数的重新科学定义。突水系数的意义在于简明扼要,符合实际,解放了受水威胁的大量的煤炭地质储量,应大胆使用,突水系数演化到今天并不影响我国煤矿水害的研究和进展,反而对我国煤矿水害评价起到了正确的指导作用。最后根据突水灾害的具体特点,在突水评价的基础上提出有效防治对策。     

白家庄矿二号井深部奥灰突水条件分析

通过对二号井突水条件的分析及突水系数的计算，划分了二号井开采的相对安全区和突水危险区。     

权台煤矿9106工作面底板突水机理及综合防治

介绍了权台煤矿９１０６工作面底板突水概况，并阐述了该面底板突水机理及综合防治水工作。     

三河尖煤矿高压奥灰突水原因及机理分析

通过对出水点水质、周边矿井水文观测孔水位下降、矿井构造形态和水文地质条件的分析，得出了21102工作面突水水源为高压奥灰水，通道为隐伏构造，孙氏店断层局部为导水的结论，为矿井的水害治理提供了理论基础。     

煤矿特大突水原因分析与通道探查技术

矿井突水灾害严重威胁煤矿的安全生产,有效防治矿井水害对煤矿安全具有特殊意义.文章以某矿工作面运输巷掘进期间特大突水事件为背景,从矿井开采实践、奥灰水位变化和水质分析结果3个方面综合确定此次突水水源为奥灰水,并根据突水实际情况,分析可能引起此次突水的导水构造,针对突水通道探查的难点制定了相应的通道探查方案.探查结果表明,2~#煤层底板以下存在一条落差为120 m的正断层,使得煤层底板与下盘奥灰含水层的间距不足30 m,剩余隔水层的厚度和强度均不足以抵抗高压奥灰水,致使巷道掘进期间,高压奥灰水突破巷道围岩,发生奥灰特大突水灾害.     

单家村煤矿八采区奥灰突水机理研究

本文以单家村煤矿八采区奥灰滞后突水实例为主,分析了大小组合断层共同作用形成地垒、造成奥灰上抬出露于巷道,引发滞后出水的突水原因;结合奥灰水文观测孔长期、动态观测数据,分析得出了八采区奥灰含水层特征,最终研究得出地质资料不准确导致采掘活动直接揭露奥灰引发突水、断层抬升奥灰含水层,导致3煤层与下部含水层之间隔水层厚度不足引发奥灰突水、采掘活动引起断层活化,改变其导水性引发奥灰滞后突水三条奥灰突水机理。研究成果填补了兖州煤田区域巷道掘进过程中断层导致奥灰滞后突水方面的空白,为八采区水害防治工作提供了技术依据,也为同类受水害威胁的矿井提供了重要借鉴。     

新集一矿241301面突水机理分析

从构造、微裂隙以及裂隙网络等方面,对241301工作面出水机理进行了分析,认为该工作面突水水源为砂岩裂隙水,微裂隙和裂隙网络为储水空间和通道。     

含水层水压差变化与煤矿突水关系分析

以开采水文地质模型为基础,分析了含水层之间水压力平衡点随水压差变化的特征,以及强含水层滞后参与煤矿突水的原因,指出采矿活动是改变导水通道的阻水系数外力所在,水压差加大是强含水层参与突水的驱动力.     

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.     

张双楼矿区9~#煤层底板突水危险性分析及防治

分析了张双楼矿9#煤层开采的充水含水层的富水性和导水性,利用突水系数法评价了9#煤层底板的突水危险性,根据评价结果和采区水文地质资料论证了疏降四灰水安全开采9#煤层的可行性,通过疏水降压工程的实施解放了受水害威胁的煤层。     

基于微观裂隙扩张的采场底板突水机理研究

基于矿山压力和岩层控制理论,分析了工作面附近支承压力及底板水压的空间分布特征,确定了两者对底板的力学作用机制。通过建立裂隙力学模型,从微观角度研究了支承压力和水压对裂隙的作用效果;以薄板理论为依据,从宏观角度研究了含水层水压对底板有效隔水层的作用机理,并给出底板突水极限水压值的计算公式。结果表明:支承压力的增大会导致裂隙渗透系数的减小;水压的增大会导致岩体强度的降低和裂隙劈裂长度的增加。采场底板突水的实质是采动引起的矿山压力和承压水水压共同作用下微观裂隙的扩张和底板有效隔水层的断裂。     

西部生态脆弱矿区矿井突水溃沙危险性分区

以榆神府矿区为例,开展了以多因素融合为基础的突水溃沙评价研究。在突水溃沙机理分析的基础上讨论了突水溃沙灾害形成的影响因子,选取沙层厚度、含水层富水性、有效隔水层厚度和采动空间等作为研究榆神府矿区突水溃沙的关键因素,编制了无量纲图,采用熵权法确定了各因素的权重,在GIS平台下构建了基于多因素融合技术的榆神府矿区突水 溃沙评价模型,以此为基础对榆神府矿区突水溃沙危险性进行综合分区,经验证,评价结果较为合理,说明构建的评价模型适用于榆神府矿区突水溃沙危险性评价。     

水化学特征分析法在突水水源判别中的应用

山西大远煤业在进行资源整合过程,井下遇到一处出水点,快速判别此出水点水源,成为整合工作安全进行的重点。文章在对矿井先前采集以及后续补充采集的水样进行详细的水文地球化学特征分析后,绘制出水样的P iPer三线图,并通过将出水点与这些背景值的对比,从而初步判断出出水水源。     

动态权-集对分析模型在矿井突水水源识别中的应用

矿井突水是煤矿生产的主要威胁之一,准确判定矿井突水水源是突水灾害防控的重要环节。为进行矿井突水水源识别,基于动态权和集对分析理论,针对葫芦素井田5种不同含水层中所提取的53组水样,选取K~++Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+),Cl~-,SO■及HCO■六项水化学指标作为识别因子,确立了其水源识别区间,构建了矿井突水水源识别的数学模型。然后利用10组已知矿井水样验证水源识别模型,最后使用该模型对2015-04-26葫芦素井田21102工作面突水进行水源识别。结果表明:动态权重综合考虑主客观权重,既削弱了人为因素的影响,又考虑了识别指标的实际情况,权重赋值合理。利用动态权计算的6项识别因子中,SO■,Cl~-,K~++Na~+的权重值分别为0.38,0.25及0.20,远大于其他3项指标且其权重之和占总权重的83%,在突水水源识别中起决定性作用。利用10组已知矿井水样验证动态权-集对分析水源识别模型,9组识别结果与实际情况完全吻合,仅有1组第四系水样识别结果与实际不符,为建模时第四系样本数据少,待测水样超出识别区间所致。使用已建模型识别葫芦素井田21102工作面突水水源,判别结果与实际完全一致,因21102工作面突水几乎均来自直罗组与白垩系,而直罗组与白垩系建模样本量大,所建识别区间合适。大量的水质数据及准确的识别区间是动态权-集对分析模型进行准确突水水源识别的基础与保障。     

高水压大采深矿井突水危险性评价研究

大采深、高水压是我国老矿井的普遍特点,以开滦赵各庄矿为例,其奥灰水压高达12MPa。通过对赵各庄矿充水因素分析,对奥灰底板进行了带压开采评价,提出了加强奥灰含水层和断层防治的具体安全技术对策,为矿井的十四水平安全开采提供了科学依据。     

基于动态故障树的煤矿突水风险概率评价

故障树分析是煤矿突水的常用风险评估方法,考虑随着时间的推移基本事件和布尔逻辑关系变化的动态故障树是煤矿安全事故研究的热点领域,而其中一个难题是在动态故障树仿真时,难以获得基本事件在不同时间点的失效或修复概率。本文邀请专家评价我国煤矿突水动态故障树分析中基本事件的失效或修复可能性,采用三角模糊数对专家的评价语言量化,通过反模糊化和矩量法,计算基本事件失效和修复时间的Weibull分布参数,依据计算和查阅的数据,对煤矿突水动态故障树模型进行Monte Carlo仿真,结果表明我国煤矿在动工2.5年后突水事故发生概率在0.001上下波动。     

陷落柱影响采场围岩破坏和底板突水的数值模拟分析

为探讨陷落柱在围岩破坏及突水中所起的作用,采用FLAC^3D模拟分析了陷落柱影响下采煤工作面推进的全过程．采动影响下采场围岩的应力应变数值模拟充分说明,陷落柱的存在使底板的应力应变分布极不均匀,应力集中系数增大,陷落柱附近位移明显,远离陷落柱其影响逐渐减小,但对底板岩层破坏范围及破坏形式影响较小;陷落柱顶面上方岩层的应变较大,与周围不协调,容易产生局部剪切变形．陷落柱边壁、工作面底板压缩区与膨胀区的分界线重合在一条线上时,是剪切破坏的最佳状态,最容易发生底鼓突水．陷落柱影响下的底板破坏深度为15—18m．     

采煤工作面底板突水判据的建立及应用

根据近几年奥灰岩溶水防治的研究成果和大量的实际调查资料，认为底板突水预测预报的关键是建立突水判据，并依据带压开采中煤层底板承压水渗流场、采动应力场的耦合效应，模拟采动条件下煤层底板破坏状态以及破坏区域的演化规律，建立了底板突水判别式。并以韩城矿务局马沟渠煤矿1108工作面带压开采为例予以说明。     

赵各庄矿大倾角煤层综放开采突水条件的力学机理分析

为揭示突水发生的力学机理，以矿区典型地质剖面为基础，运用FLAC^3D软件建立二维有限差数值模拟模型，通过数值模拟方法，对不同开采阶段岩石巷道围岩应力进行模拟计算，并分析其突水发生的可能类型和方式.结果表明，处于地质体内不同部位的岩石巷道围岩应力的变化与主采煤层的开挖过程有条件地相关，以致其突水类型也有所不同;位于断层上盘的通风道处围岩应力易受开采条件和开采进度的影响，并易于产生由采动诱发所引起的突发性突水灾害事故，其突水水源为奥陶系灰岩岩溶裂隙承压水；而位于断层下盘的电车道处围岩应力受开采影响较小，其突水水源为煤层顶板、底板薄层状裂隙承压水.