我国陷落柱突水问题的研究现状与展望

陷落柱突水已经成为影响矿井安全生产的主要危害之一.为了解我国陷落柱突水问题的研究现状和研究方向,阐述陷落柱的由来、我国陷落柱的分布情况以及陷落柱的危害,从陷落柱的形成机理、陷落柱的分类、陷落柱的突水机理、陷落柱突水预测以及陷落柱位置探测5个方面,系统地总结了我国陷落柱突水问题的研究现状,同时对这一问题研究的未来研究方向进行了展望.     

隐伏陷落柱探查与治理技术研究与应用

陷落柱尤其是隐伏导含水陷落柱对煤矿的安全生产具有巨大危害,探查不清、治理不到位、盲目揭露等容易造成淹井事故。因此,在工作面掘进前,必须探查清楚工作面范围内是否存在隐伏陷落柱,避免矿井在采掘过程中发生误揭而导致突水事故。以九龙矿为例,采用地面区域超前治理技术,超前探查煤层底板隐伏陷落柱的赋存状况和形态,并进行注浆加固治理,达到消除煤层底板突水危险,实现深部煤层安全掘采的目的。     

五阳煤矿陷落柱发育特征及突水危险性评价

为防止陷落柱导通奥灰水造成矿井重大水灾,分析归纳了山西五阳煤矿陷落柱基本特征,主要包括：陷落柱发育标高在650 m以上,发育与构造密切相关,多数原生导水性差;典型陷落柱垂直具有6段特征等.以五阳煤矿7601工作面为原型,运用ANSYS有限元软件模拟分析了煤层下部有隐伏陷落柱时采动过程中的突水危险性.当工作面推进距陷落柱小于50 m时,受采动影响的陷落柱导水裂隙与工作面导通可导致工作面出水;随工作面推进,导水通道扩大可导致突水事故.     

深部煤层采动流固耦合效应下陷落柱突水机理研究

以淮北矿区下组煤开采为例,研究煤层深部开采扰动诱发陷落柱突水机理,建立了陷落柱突水模型。基于FISH对FLAC3D进行二次开发,研究流固耦合效应下工作面推进不同步距条件下,陷落柱破坏特征。结果表明:深部高地应力及高承压水耦合作用下,随着工作面回采推进,陷落柱产生侧向塑性破坏。在采动影响下塑性破坏区范围不断地向外扩展,工作面前方的裂缝带与陷落柱塑性破坏区之间的完整岩层宽度在不断地减小,当工作面推进50m时,距陷落柱30m处二者相连通,形成突水通道,诱发陷落柱突水。研究揭示了矿井深部煤层采动流固耦合效应下,陷落柱突水的过程与机理。     

工作面过陷落柱安全生产技术研究

通过分析岩溶陷落柱对我国煤矿安全生产的影响,得出治理含水陷落柱突水的基础是陷落柱位置及导水性的探查,留设合理宽度的保护煤柱和注浆封堵是目前预防陷落柱突水效果最好的治理措施,并提出了工作面过陷落柱防治突水事故的综合技术措施。     

动压影响下陷落柱破裂机理研究

为研究采场动压对陷落柱裂隙带的扰动破坏机理,采用FLAC3D程序模拟裂隙带内水平应力变化及塑性区分布随工作面推进时的规律。数值模拟结果表明,陷落柱周边裂隙带内的裂隙受开采影响极易发生扩展贯通,进而诱发矿井突水事故。分析结果表明,裂纹因所受水平地应力变小而发生扩展与贯通,从而使裂隙带成为矿井导突水优势通道。     

古城煤矿陷落柱发育特征及含导水性分析

陷落柱对煤矿安全生产的影响较大,对采区及工作面的合理布置、采煤方法和采掘机械的选择增加困难。另外陷落柱导致的突水具有隐蔽性、突发性、容易导通丰富的岩溶地下水,对矿井安全生产威胁较大,因此陷落柱的发育特征及含导水性分析意义重大。     

煤矿井下陷落柱成因及预防措施探讨

煤矿矿井下陷落柱对煤炭顺利采掘工作影响较大,陷落柱一旦在采掘工作中被揭露,可能会导致井下突水等事故,严重威胁人身和财产安全。针对这一情况,对煤矿井下陷落柱的成因进行了简要的分析,并根据陷落柱产生的原因总结了相应的预防措施。     

超前预注浆技术在工作面过陷落柱技术探析与实践

本文依托高河矿W4301工作面过Xw15陷落柱的工程实际,以实现工作面不搬家倒面,工作面回采工作便捷的工作面直接过陷落柱为目标,在工作面超前探视的基础上,确定工作面陷落柱的具体方位、几何尺寸以及岩石性质,通过工作面超前预注浆技术,对陷落柱进行加固处理,切实保障工作面工作面回采时的顶底板稳定性,防止突水事故的发生。确定了回采工作面的回采工艺,实现了工作面快速过陷落柱,保证了工作面安全、高效回采。高河矿后续出现的工作面过陷落柱问题提供技术基础,并为其他地质条件类似矿井工作面直接过陷落柱提供借鉴。     

底板陷落柱突水机理及其影响因素研究

底板陷落柱造成工作面突水的危险性大幅增加。本文系统的分析了影响底板陷落柱突水的主要因素及影响规律,建立底板陷落柱简化模型,利用极限平衡理论求出底板突水的极限水压,并在郭庄矿实际应用,认为受工作面采动影响,郭庄矿仍有一定突水的危险性,根据矿井生产条件,提出相应防治措施。     

双柳煤矿陷落柱发育特征及突水危险性分析

为解决采动过程中陷落柱活化导通奥灰水造成矿井突水事故的问题,采用理论分析、现场观测的手段从几何参数、发育特征、出现前兆和分布特征等4个方面分析归纳双柳煤矿陷落柱的基本特征,认为陷落柱主要发育在浅部,附近通常伴有小断层,周围煤岩层产状发生变化,主要分布在奥灰岩溶溶孔、溶洞发育比较强烈的区域。以双柳煤矿220工作面的X15陷落柱为例,通过FLAC3D软件模拟分析上组煤开采过程中陷落柱在采动影响下突水的危险性。研究结果表明:随着工作面的推进,陷落柱周边的塑性破坏场、渗流场和应力场发生变化,当工作面推进至距陷落柱30 m处,塑性破坏场与渗流场开始接触;距离10 m处,破坏区触及渗流区域的较高压区域,具有高突水危险。     

底板陷落柱突水力学机理研究及应用

导水陷落柱给矿井安全开采带来较大隐患,对陷落柱突水机理的分析十分必要。在工程实际中,大部分陷落柱为"下大上小"的不规则圆台形,为了与工程实际更接近,将陷落柱模型简化为圆台形,利用摩尔—库伦强度准则和极限平衡理论,对底板陷落柱突水的力学机理进行分析,求出了底板突水的极限承压水压力,并对某矿底板突水进行了预测,提出了预防措施。     

浅析屯兰矿陷落柱发育特征及预防措施

陷落柱是煤矿采掘活动中最常见的地质构造,陷落柱很容易导致矿井突水,且突水具有隐蔽、突发性,严重影响矿井安全生产。本文以西山煤电集团屯兰矿为例分析了矿井内陷落柱的发育特征,并提出了相应的预防措施,确保煤矿安全生产。     

综采巷道陷落柱含水性探测技术研究

岱庄煤矿4325轨道顺槽内发现的陷落柱所处位置距离第四系底界面较近,如果和第四系含水层发生水力联系,那开采将会发生突水事故,威胁矿井安全生产,论文通过EH-4电磁成像系统对陷落柱导水性进行探测,得到陷落柱含导水性以及与第四系、十三灰、奥灰的关系,对实现矿井的安全高效生产具有重要的意义。     

隐伏陷落柱滞后突水机理研究

针对15423N工作面发生的陷落柱突水事故,对导水陷落柱突水征兆进行了介绍,总结了导水裂隙带高度公式,通过相似模拟实验对工作面回采与水润线的关系进行分析研究,对陷落柱滞后突水现象进行了解释。     

顶板砂岩水下开采大水工作面水害综合防治

矿井水害复杂多样,在煤炭开采过程中,煤层构造(断层)导水、陷落柱导水、含水层(体)出水等均有可能造成灾害事故。运用物探、钻探相结合的综合探测、超前疏放水方法,配合科学有效的防排水系统,防治煤矿水害的优势明显。高分辨震波勘探、电法勘探等综合物探技术和导水漏斗、过水溜槽、铁槽水沟、振动筛、沉淀池组合应用,可有效防止地质构造、陷落柱、含水层等含水体突水事故及达到煤水分离保证中央泵房排水安全的效果,从而实现工作面安全生产,对促进煤矿的安全生产具有重要的意义。     

许疃煤矿主要水害水源类型与防治对策

许疃煤矿是受水害严重威胁的矿井,自2001年以来,共发生突水事故4次,最大突水量194 m3/h。为了保证矿井的安全生产,必须加强矿井防治水工作。对许疃煤矿主要水害水源类型新生界四含水、第三系"红层"含水层、老空水、灰岩水的富水特点及补给关系进行了系统分析,在此基础上,对老空区突水、断层突水、陷落柱突水等的防治对策进行了探讨。     

对中国煤矿水害频发的几个关键科学问题的探讨

归纳分析了近年来中国煤矿水害事故发生的基本特点,研究了废弃矿井诱发矿井透水的水文地质条件,分析了现行断层与陷落柱等防水煤岩柱留设中存在的问题,探讨了突水系数理论和底板突水机理认识的缺陷,提出了正确认识老空与陷落柱重大水害的前兆和新的可行的预警技术手段,为新仪器的研制作出提示。     

鹿洼井田陷落柱导水能力分析

通过井下观测和勘探钻孔资料,并在查阅济宁煤田有关岩溶陷落柱资料的前提下,对鹿洼井田岩溶陷落柱的发育规律、内部物质特征、外部形态、成因、突水机理进行综合分析,阐明了陷落柱导水能力及对矿井安全生产的影响程度。     

断层构造对煤层底板突水影响研究

针对严重威胁矿井安全生产的底板突水事故,通过理论分析,研究断层对煤层底板突水的影响,并建立力学模型,分析断层突水的力学机理,最后,结合某矿实际生产条件,合理推测工作面方式煤柱宽度,为矿井的安全、高效生产奠定基础。