采动应力效应下的煤层底板裂隙演化规律研究

煤层底板突水的实质是采动应力诱发煤层底板裂隙失稳、扩展和贯通,形成突水通道,进而引发突水灾害。根据回采工作面前后支承压力分布规律,笔者建立了煤层底板应力计算模型,分析了随着回采工作面的推进煤层底板中的垂直应力和水平应力分布规律以及煤层底板的破坏形式;对煤层底板岩体进行了破坏分区,根据断裂力学理论给出了不同区域内,裂纹不同破坏模式下的张开位移表达式;采用震波检层技术验证了煤层底板采动裂隙动态的演化规律,有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订。     

扇形多分支定向长钻孔在山西保德煤矿煤系地层勘查中的应用

山西省保德矿面临相邻工作面双巷道同时掘进存在突水危险,急需施工钻孔勘查8号煤层底板地质情况,消除突水隐患,掩护巷道掘进。该文从保德矿煤层底板水文地质条件入手,研究了保德矿煤层底板奥陶系灰岩突水可能性,计算了8号煤层底板安全隔水厚度和突水系数。计算结果突水系数为0. 035～0. 037 MPa/m,小于临界值0. 06 MPa/m,表明底板奥陶系灰岩无直接突水危险可能。在10号煤层施工扇形多分支定向长钻孔勘查底板隐伏构造是否存在,勘查结果表明钻孔中无出水现象,证明了8号煤层底板无隐伏构造。完成的勘查钻孔又作为煤层瓦斯抽采钻孔,达到一孔多用的效果,为煤矿巷道的安全掘进提供了技术支撑。     

利用微量元素Fisher法识别灰岩突水水源

针对肥城煤田奥灰水和五灰水常规元素组成及含量十分相似,难以利用其判别突水水源的难题,选用2类含水层中20个水样作为判别样品,以F、Br、I、H_3BO_3、Rn这5种微量元素作为Fisher法的判别因子,结合肥城煤田白庄煤矿9603工作面底板突水实例,利用SPSS软件建立Fisher典型判别函数模型,并与常规元素Piper三线图判别结果进行比较。研究结果表明,选用微量元素的Fisher判别模型能够准确识别相近突水水源,并且方法简单,易操作。     

基于尖点突变模型的煤层底板突水预测研究

当煤层开采后,底板岩层承受的水压超过自身强度时,而发生的不连续的发散突变,即底板岩层失稳破坏形成底板突水的现象,属于突变理论研究的范畴,故煤层底板突水可以引用突变理论来研究。通过建立煤层底板突水的一个尖点(cusp)突变模型,对煤层底板失稳破坏发生突水的机理进行了分析。基于平衡曲面方程,可求得煤层底板水压应力比I_(p)。当I_p>1时,发生突水:当I_p<1时,不会发生突水。实例分析表明:尖点突变模型用于描述煤层底板水压应力比的发展规律是恰当的,用其进行煤层底板突水预测也是较准确的。     

GIS支持下的煤矿底板突水预报研究

华北地区特别是太行山东麓、南麓的煤田在开采下组煤的过程中普遍地受到底板奥陶系灰岩岩溶水的威胁 ,突水淹井事故时有发生 ,传统的底板突水预测方法受到了前所未有的挑战。本文从分析煤层底板水文地质条件、突水因素、突水机理为切入点 ,在 GIS的支持下 ,建立了煤层底板突水预测模型 ,效果较好     

煤层的采掘对地质异常体影响的数值分析

文章以山西昌恒煤矿9102工作面地质条件为例,通过FLAC3D软件对内层开采时,地质异常体产生的扰动进行数值模拟,分析煤层开掘时对地质异常体扰动的具体情况,是否会引起突水通道连接奥灰水与煤层底板的突水,为具体工作面采掘前防治水以及开采过程中的具体监控提供参考。     

煤层底板突水组合人工神经网络预测

综合考虑水源、水压、隔水层、断层等因素对煤层底板突水的影响 ,采用遗传算法训练人工神经网络 ,建立了煤层底板突水组合人工神经网络预测模型。实例分析表明 ,采用遗传算法训练BP网络明显提高了人工神经网络的预测精度 ,使预测结果更加可靠     

开滦范各庄井田突水特征及煤层底板 突水地质条件分析

 煤层顶底板突水危险性预测与评价是煤矿突水灾害防治的基础和依据,以开滦范各庄井田为依托,从促发与阻抗突水2方面系统分析矿井突水特征和12～14煤层间砂岩裂隙含水层厚度及其特征、突水介质条件(岩性、层间距)和突水构造条件,建立煤层底板突水与地质条件之间的相关关系和模型,并探讨控制机制。研究结果表明,本区发生突水的水源以12～14煤层间砂岩裂隙承压含水层为主,其砂岩裂隙含水层的厚度由井田的浅部向深部增厚;含水层水压随其埋藏深度的增加而增高,呈线性相关关系,且富水性增强。煤层底板隔水性能取决于隔水层厚度及其泥岩百分比含量,底板泥岩极限厚度与水压之间呈正相关关系,随着底板泥岩厚度的增加,泥岩层抵抗水压的能力增强,隔水性能变好,且完整底板泥岩层的抗水能力明显大于含裂隙的底板泥岩层。突水与构造密切相关,突水点最大涌水量与断层密度呈正相关关系。断层突水是由于断层对煤岩层的破坏作用导致在断层附近煤岩层裂隙和孔隙增加,力学强度大幅度降低的结果,且受控于区域构造和现代构造应力环境。这些成果为井田12煤层底板突水危险性评价与预测和井下突水防治提供理论依据。     

浅析煤层突水评价的脆弱性指数法

为解决煤层底板突水评价难题，在煤层突水主控指标体系基础上，以多源信息集成理论为指导，以GIS为操作平台，在煤层突水主控因素分析确定基础上，经过数据采集、分析处理，对煤层突水脆弱性做出科学区划和预测预报评价。     

突变理论方法预测煤层底板突水危险性

应用一种新兴的理论——突变理论,在尖点突变模型的基础上,对某煤矿下组煤煤层底板突水的危险性进行预测,得出了煤层煤底板突水的危险性分区图,其结果与突水系数法较一致。