华北型煤田奥陶系灰岩水的控制与管理

本以地下水水力模型为基础，应用系统工程的方法，建立起华北型煤田奥陶系灰岩水的控制与管理模型，并在河南省鹤壁一矿进行了实际应用，解决了奥陶系灰岩水的控制与管理模型，并在河南省鹤壁一矿进行了实际应用，解决了奥陶系灰岩水局部疏水降压时比较棘手的三个问题：（1）不同提前疏降时间，疏水孔最优布局；（2）已知疏水孔布局，各疏水孔最优水量分配与提前疏降时间的关系；（3）提前疏降时间一定时，各疏水孔水量如何分配、如何变化，其经济效益最大和疏水量最小，所取得之成果可作为鹤壁一矿宏观控制奥陶系灰岩水的依据。     

华北奥陶系顶部碳酸岩层隔水特性及分布规律

采用地质演化历史、岩石成分、微孔隙结构分析及钻探资料统计等方法,从宏观和微观上证实了奥陶系顶部碳酸岩层的隔水特性及形成机理,提出了利用奥陶系顶部碳酸岩层的隔水性以增加隔水层的总厚度和强度的观点。奥陶系碳酸岩层在华北板块中部残留厚度大,残留层位高（新）,在近南北边缘则被剥蚀的较多,残留厚度薄到无,残留层位低（老）。在奥陶系顶部残留层位以石灰岩为主或加里东期古岩溶台地、古岩溶斜坡等区域只存在厚度不等的充填型隔水层;顶部层位以白云岩为主或古岩溶盆（洼）地单元的区域隔水层由充填型和岩溶不发育型共同构成,隔水层厚度大。后期的改造导致奥陶系顶部碳酸岩隔水层的局部破坏,主要是指导水陷落柱、导水断裂、岩体接触界面、浅部露头带和层内新岩溶段,这也是防水和保水的重点部位。     

华北型煤田中奥陶统碳酸盐岩古风化壳天然隔水性能评价方法与应用

随着开采深度逐渐加大和下组煤逐步回采,华北型煤田的中奥陶统碳酸盐岩(局部寒武系)底板突水问题和浅部上组煤大批关闭煤矿老空水对下伏岩溶水的越流(串层)污染问题日趋严重。通过对山东兖州煤田中部矿区大量地质勘探资料的系统整理、统计与分析,从中奥陶统灰岩顶部古风化壳厚度、岩性特征、钻孔岩芯采取率、冲洗液消耗量、裂隙发育情况和充填压实程度、构造发育等多方面开展了其隔水性能的综合研究,建立了刻画其隔水性能的指标体系,运用GIS强大的数据管理与空间分析功能和信息融合技术,创建了面向GIS的信息融合型隔水性能评价方法——隔水性指数法,提出了古风化壳隔水性能评价的技术路线和具体工作程序,并进行了示范工程的实际应用。     

孝义铝矿底板奥陶系灰岩综合开发利用研究

为了综合利用孝义铝矿奥陶系灰岩资源,提出了灰岩的开发利用方案,在开采铝矿的同时,同步开采底板奥陶系灰岩。灰岩的综合利用不仅成本低,而且可以为企业和当地政府百姓带来较好的经济效益,具有推广价值。     

华北型煤田岩溶陷落柱分类探讨

在分析华北型煤田大量岩溶陷落柱现场资料的基础上，对陷落柱的单项指标分类进行了总结，从生产实践角度出发，提出了初步的综合分类方案。     

古交矿区奥陶系顶部隔水关键层厚度研究

 目前,越来越多的华北矿井进入深部开采阶段,太原组下组煤开采受奥陶系岩溶水害威胁越来越严重。利用奥陶系顶部隔水关键层解放底板受奥陶系水压威胁太原组下组煤正在成为华北矿井水害防治的研究热点。古交矿区已经开始下组煤开采,进入奥陶系岩溶水承压区。本文以古交矿区T矿为例,通过补充钻探、抽水试验、井下物探、岩矿测试等手段与方法分析了T矿奥陶系顶部峰峰组和上马家沟组岩溶发育特征,研究了奥陶系顶部隔水关键层厚度。研究表明,古交矿区T矿峰峰组上段上部近30m厚的古风化裂隙充填带和峰峰组下段约70m厚的第一泥灰岩石膏层可分别作为防峰峰组局部中等富水区和上马家沟组中-上部第二、三含水层组突水的隔水关键层。     

奥陶系灰岩富水区带划分的综合水文地质研究

奥陶系灰岩富水区带划分是矿井水灾害预测与防治的基础,本文利用钻孔岩溶分析和瞬变电磁勘探相结合的水文地质研究方法,研究了奥陶系灰岩垂向上和平面上的富水性,划分了井田富水区带,实现了对矿井范围内水文地质信息的最大利用,形成了适合奥陶系灰岩富水区带划分的配套方法。     

华北型煤田下组煤开采围岩破坏规律研究

为了防止华北型煤田下组煤开采因围岩破坏致煤层底板奥灰突水,基于FLAC3D数值模拟软件,建立了下组煤开采试验工作面数值模型,利用光纤光栅传感器技术,监测了工作面回采过程中底板突水信息,通过数值模拟与监测结果的对比,获得了工作面煤层顶底板应力与破坏特征.结果表明:试验工作面初次来压步距为35～40 m,周期来压步距为10～20 m;工作面底板存有3个应力分区,即应力增高区、应力降低区和应力恢复区;煤层顶板破坏形态为沿走向和沿倾向方向“马鞍形”的叠加;试验工作面煤层底板破坏深度10.0～12.5 m,开切眼与终采线位置附近煤层底板破坏深度均达22.5 m,终采线位置附近煤层底板破坏深度大是试验工作面突水的主要原因.     

华北型煤田奥陶系岩溶水水文地球化学特征及其对地热的指示意义

华北型煤田奥陶系岩溶水是集水、热于一体的绿色能源,明确受煤层开采影响其补给来源、热储赋存环境、径流与循环等形成演化特征对于地热资源的勘探与开发具有重要意义。在充分了解典型华北型煤田-淮北煤田地质、水文地质及地热地质条件的基础上,采集区内岩溶地热水样品进行水化学及同位素测试并收集相关成果进行数据补充,揭示了岩溶地热水水化学成分特征及水-岩作用类型,明确了地热水补给来源,评估了岩溶热储温度及地热水循环深度,提出了研究区地热水形成演化模式。结果表明：淮北煤田岩溶地热水主要来源于大气降水补给,北部闸河矿区以直接入渗补给为主,水化学表现为HCO₃-Ca型,水-岩作用以溶滤溶解为主,指示该区地热水更新速率较快、循环路径短;南部宿县和临涣矿区仅在部分区域接受大气降水蒸发入渗补给并与古地下水混合明显,水化学类型多样,包括SO₄-Ca、SO₄-Ca·Mg、HCO₃·SO₄-Ca·Mg、SO₄-Ca·Na、Cl·SO₄-Na、Cl-Na等,水-岩作用类型...     

华北型煤田奥灰顶部利用与改造判别准则及底板破坏深度

随着我国华北型煤田开采深度逐年增加,大部分矿井已面临由上组煤转向深部及下组煤开采阶段,奥陶纪灰岩岩溶水害威胁呈上升趋势,底板突水危险逐年增加,而目前规范和规程中的底板突水系数法虽然应用较广泛,但并未充分考虑到奥灰顶部实际阻水能力,其评价方法存在一定的局限性。在现有奥灰顶部地质及水文地质条件认识的基础上,提出了部分矿区奥灰顶部存在阻水性能较好的风化充填带可作为隔水层利用的理念,将煤系隔水层厚度、风化充填带厚度、注浆改造段厚度和底板扰动破坏深度视为底板突水系数判别式的影响因素,建立了改造奥灰顶部岩层段厚度的判别准则,论述了底板破坏深度在判别准则中的重要性,并以韩城矿区桑树坪煤矿11号煤层3105工作面开采为典型案例,通过构建的17组数值模拟方案,分析得出了煤层开采深度对底板扰动破坏深度影响最大、开采厚度最小、开采宽度则存在尺寸效应等结论;同时将模拟数据与全国相似矿区实测样本结合,给出了采深、采宽和采高3因素影响的预测模型,并对其进行了验算和适用性分析,结果表明新模型拟合方程的误差均值、百分比、方差和均方差均优于统计公式,具有预测精度高、误差小、适用性广等特点,基本满足工程实际需要。其研究成果可用于奥灰顶部含水段的注浆改造实际工程中,对深部下组煤安全带压开采提供有利的技术保障。     

华北型煤田岩溶陷落柱顶底部剪切破坏突水模式

华北型煤田广泛发育有岩溶陷落柱,岩溶陷落柱对煤矿安全生产有较大影响,特别是其突水性对煤矿安全生产威胁较大。从论述华北型煤田岩溶陷落柱顶底部剪切破坏突水模式及判据入手,分析了井下溶陷落柱突水机理。     

华北型煤田下组煤带压开采突水判别模型与防治水对策

指出了目前主要以突水系数理论为依据进行带压开采安全危险性评价在实践应用中存在着重大缺陷.根据显水带、导水带及阻水储备带相对下组煤在空间上的赋存状况，总结归纳出7种带压开采判别模型，并提出了相应的具体防治水对策.通过原始导高分带特点、显水带阻水带压并与阻水储备段共同抵御底板突水的理论，指导邢台东庞矿9103工作面采前带压开采条件综合勘探，成果资料说明符合7种带压开采判别模型中的两种模型，并采取了相应的防治水对策，使该工作面试采成功.说明采前根据7种带压开采模型预分析方法可行，安全性评价客观符合实际，防治水对策得当，对于类似条件矿区采煤工作面可以进行试采.     

巨厚奥灰含水层煤系基底的安全开采技术

开滦矿区通过研究煤系基底阻水带厚度和阻水性能 ;综合探查导水通道的分布 ;有针对性制定安全技术措施 ;对深部开采条件适宜的矿井 ,实施疏水降压开采等综合配套防治技术 ,实现了巨厚奥灰含水层煤系基底的安全开采     

华北型煤田水文地质电法勘探的深度问题

直流电阻率、瞬变电磁场和可控源音频大地电磁测深是煤田水文地质勘探常用的方法。针对华北型煤田地层电性特点,通过电磁探测原理分析与勘察实例,说明了在此类地区需要更大的极距、更长的观测时间和更低的频率才能达到预期的探测深度。为在华北型煤田水文地质勘探中取得更好的探测效果,采用综合电磁探测方法是必要的。     

华北含煤盆地构造分异与深部煤炭资源就位模式

以构造分异后的华北主要含煤区为例,进一步分析了华北晚古生代含煤盆地自中生代以来构造演化与分异的过程。在此基础上,提出了深部煤炭资源就位模式的概念。煤炭资源的就位模式：在周边板块及岩石圈深部动力学作用下,沉积盆地中形成的煤层经过各种构造作用,产生不同程度的构造改造并相应就位到不同空间所发生的模式;深部煤炭资源的就位模式则是指煤层形成后,历经多次构造改造并就位到深部空间所发生的模式。通过华北含煤区构造分异和煤层研究,系统地讨论了华北主要含煤区深部煤炭资源的就位模式,其主要就位模式包括：受逆冲推覆煤层变深的就位模式、受伸展煤层变深的就位模式、因复向斜煤层变深的就位模式、因坳陷煤层埋深增加的就位模式以及推滑叠加使煤层埋深增加的就位模式。     

高山井田煤质特征及变化规律研究

结合高山井田储量核查工作所收集到的大量井田勘探基础性煤质资料,分析了高山井田可采煤层的煤岩特征、煤质特征及其工艺性能,并指出了该井田煤的利用方向。     

华北区域不同煤阶样品孔隙结构特性研究

为探求华北区域煤样的孔隙发育特征,采用压汞法对采自此区域不同煤阶样品孔隙结构和分形维数进行研究。研究结果表明,煤体孔容和比表面积分别由大孔和微孔发育情况所决定,且100nmD1000nm范围内中孔相对不发育;随着Ro,max变化,煤体孔容和比表面积均呈现两端高大中间低的曲线形态;煤样中大于50.4~95.4nm孔径具有分形特征,此孔径范围主要包括部分过渡孔、中孔和大孔,并且随着Ro,max的增加,分形维数整体呈现降低的趋势。     

强化煤场管理 稳定配煤质量

主要介绍莱钢焦化厂在煤场管理中采取了将同一煤种的高硫煤和低硫煤分别堆放等措施,控制了配煤和焦炭的硫分,稳定了配煤的质量.     

综放工作面冒落顶煤放出控制

近年来我国综放开采技术取得了长足的进展。提高综放工作面采出率是备受关注的技术问题。研究顶煤冒落形态和顶煤放出控制,是进一步提高顶煤采出率的关键。分析了顶煤冒落形态的影响因素和冒落顶煤体的物理力学特性,在此基础上提出了顶煤放出的控制方法。