新汶煤田奥灰岩溶横向发育特征及径流网络预测北大核心

奥灰岩溶水害是制约华北型煤田深部开采的关键因素,复杂的岩溶水网络是灾害频发的主因。运用钻探、地球物理探测、岩心X-衍射及水文地质试验等技术手段,对新汶煤田(东区)奥灰岩溶裂隙横向发育规律进行综合研究,查明岩溶裂隙横向分布主要受构造破坏作用形成的各种断裂构造和奥灰埋深的控制;选取断裂构造裂隙发育指数、奥灰水温异常值和钻孔涌水量3个指标作为岩溶裂隙发育程度、岩溶通道和奥灰富水程度的有效指标,建立了基于遗传算法优化支持向量机的奥灰径流网络预测模型,预测了奥灰径流网络在横向上的分布;通过水位分析,确定了奥灰径流网络的渗流场方向。结果表明:在煤田中深部,主径流带与主构造NW向F_(10)断裂带的展布方向大致平行,深部强径流带主要受主干断裂带的控制;而浅部存在3个平行于NE向断裂带发育的径流区域,主要是断层裂隙空间受浅部交替强烈的地下水改造形成。     

强富水复杂区域裂隙导水通道探查技术研究

汾源煤业5号煤层下距奥灰约63 m,奥灰含水层富水性较强,为5-103工作面主要直接充水含水层。工作面掘进期间揭露的断层较多,构造复杂,存在奥灰水通过构造与工作面底板发生联通的可能性。为防止工作面下部灰岩水沿构造裂隙带上涌造成出水事故,使用直流电法测深、瞬变电磁测深法等手段,对工作面下部砂岩及奥灰的富水特征和断层的含导水特征进行综合探测,以便制定正确的防治水措施,确保工作面安全回采。     

古书院矿15号煤层突水机理分析及防治

古书院矿开采半个世纪以来,矿井的水文地质条件日趋复杂。文章通过分析矿井的充水水源、充水通道、充水强度等充水条件,认为目前对矿井构成威胁的主要充水水源为奥灰水、K2灰岩水和老空水,主要的导水通道是底板采动裂隙和断裂构造;井田受白马寺逆断层影响,并伴生许多小断层、陷落柱等小构造,且这些小构造导水性良好,是古书院矿水文地质条件复杂的主要因素之一;通过采动裂隙计算公式,得到局部地段采动裂隙大于隔水层厚度,可成为煤层底板导水的通道,以上因素加剧了古书院矿水害的严重性。     

杨庄井田南北向新裂构造带的突水特征及对策

在深入分析南北向断裂构造带的地质特征和水文地质特征的基础上，认为该带作为地下水赋存和运移的主要通道是矿井突（出）水的主导因素，并提出相应的对策。     

杨庄井田南北向断裂构造带的突水特征及对策

在深入分析南北向断裂构造带的地质特征和水文地质特征的基础上，认为该带作为地下水赋存和运移的主要通道是矿井突 (出 )水的主导因素，并提出相应的对策。     

矿井构造量化特征及其在底板突水危险性分区中的应用

矿井承压开采煤层底板突水是在多种地质因素共同作用下发生的,往往由构造因素引发的突水占大多数。以准格尔煤田某矿为例,对井田内的已知构造进行分析、量化,再结合奥灰含水层富水性、煤层的赋存条件等多种因素,采用层次分析法对矿井奥灰突水危险性进行评价和分区。     

汾西矿区岩溶水赋存特征及富水带分析

本文根据多年的勘探成果，分析了奥灰水的赋存特征，并结合构造分布和水文地质规律对矿区内岩溶水富水地段进行划分。     

桌子山煤田棋盘井矿区奥灰水防治技术

分析了桌子山煤田棋盘井矿区奥灰水特征和突水机理,认为对突水通道的探查与治理,是矿区防治奥灰水的关键技术。从水文地质条件分析评价;采区(盘区)精细勘探技术;生产布局要充分考虑奥灰水防治;奥灰水上掘进巷道的防治水技术;奥灰水上采煤工作面的防治水技术;实施防治水应急救援等6个方面,杜绝奥灰水害事故发生。     

高承压动水条件下裂隙型突水封堵技术研究

基于邢东矿2228工作面出水封堵项目,研究动水条件下出水通道封堵技术。底板突水是威胁我国煤矿安全生产的主要灾害之一,随着我国进入下组煤的开采以及开采煤层深度的加大,煤矿受奥灰承压水的威胁越来越严重。煤层开采后,在采动应力与水压力共同作用下会引起底板岩体破坏失稳,引发底板裂隙奥灰突水,逐步成为主要的底板突水形式。发生底板突水后,首要问题便是对出水通道的封堵,目前对出水通道的封堵局限在静水条件下实施,需对出水通道在动水条件下进行封堵展开研究。     

兴隆庄井田构造对奥灰水的控制作用

根据兴隆庄井田的构造特点,分析了构造对奥灰的控制作用及对突水的影响,得出兴隆庄井田奥灰富水性具有从西北向东南减弱,并在其中构造发育部位加强的特点。井田内一些落差较大的断层缩小了奥灰与上覆薄层灰岩和下组煤层的间距,增加了奥灰突水的可能性。研究结果可为兴隆庄井田下组煤的安全开采提供参考。     

峰峰地区薄层灰岩定向水平分支构造探查实践

峰峰地区采用定向水平井技术对煤层底板含水层进行探查治理,其中构造导水为引发煤层底板奥灰承压水突水的最主要威胁。薄层(大青)灰岩作为煤底板距离奥灰较近的含水层,常作为奥灰水上部警示层,并且薄层灰岩水平井钻遇构造时,地层变化明显,在探查构造方面对比奥灰更具优势,以羊东矿8467工作面水平井为例,介绍了大青灰岩水平井探查构造情况,为峰峰地区类似水平井作以借鉴。     

屯兰矿奥灰岩溶水赋存条件及分布规律

屯兰井田奥灰岩溶水属晋祠泉域岩溶水系统,它和整个系统既有密切的水力联系,又有其独特的赋存特征.本文根据近年来最新勘探成果,阐述了井田奥灰岩溶水赋存条件,并结合构造分布和水文地质规律,分析了岩溶水的富集程度、运移和分布规律,对屯兰矿煤层底板防治水工作具有指导性意义.     

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.     

北辛窑矿南翼大巷突水机理及防治措施

以宁武煤田北辛窑矿南翼大巷底板突水为研究对象,通过分析矿区地质、水文地质特征,对比突水前后区内奥灰水文观测孔水位变化,结合突水点水化学分析,研究了该矿突水水源及突水机理。结果表明:2次突水的动态过程相似,最大涌水量和稳定涌水量具有可比性,突水时间与奥灰水文观测孔水位陡降时间吻合,突水点水样特征与本区奥灰水特征基本一致,确定突水水源为奥灰水。F8断层切割奥灰含水层形成突水通道,加之巷道掘进扰动破坏了相对隔水层的稳定性,奥灰承压水克服构造裂隙阻力,引发突水;采用定向钻孔注浆堵水技术,对2个突水点进行封堵,并注浆加固了巷道底板,确保了南翼大巷安全掘进。     

邢东矿深部开采区域探查治理技术应用

基于邢东矿进入深部区域开采以来先后发生3次奥灰出水,深部奥灰出水危险性较浅部明显增加的情况,提出了以"地面定向近水平顺层分支钻孔群"技术为核心的探查和治理方案。方案以垂向导水构造的探查与防治为重点,对构造发育区段、地层破碎区段及富水异常区进行探查和注浆加固。实践表明,该治理工程切断了奥灰水补给通道,保证了探查治理区域生产安全。     

济三煤矿构造裂隙控水分析与水害防治

济三煤矿的构造裂隙形成较晚，大部未被充填，为地下水创造了良好的赋存空间；它在褶曲的轴部及转折端、断层交汇处及尖灭处发育且含水性好；它的延伸性和连通性增大了上覆岩层的富水空间；虽然它在岩层中分布不均，但常富集成带，且延伸方向大致平行，在此地段进行采掘活动时常出现突水。生产过程中，利用裂隙构造控水的特点采取了三个方面的防治措施，并取得了显著的经济效益和社会效益。     

垂向导水通道快速注浆截流堵水技术

为快速封堵大饭铺煤矿61202胶运巷610 m前方巷道底板的垂向导水通道,防止巷道掘进过程中,底板奥灰水通过垂向导水通道突入巷道,采用分段下行式注浆工艺,在巷道底板以下约15 m位置的砂岩层中,布置3轮注浆孔,分充填式注浆、补充注浆和检查注浆3个阶段,对奥灰和掘进巷道之间的垂向导水通道进行截流封堵,切断了奥灰水突入掘进工作面的导水通道,消除了底板奥灰水突水威胁,保证了巷道掘进安全。     

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。     

丰沛矿区龙东煤矿奥灰水突水危险性分析与评价

通过对龙东煤矿的地层、构造、水文地质条件、富水性等多方面分析和研究,认为奥灰岩溶水是开采21煤所面临的主要威胁。采用突水系数法对21煤试采区奥灰突水危险性进行了分区评价,对将来矿井生产及奥灰水的防治具有一定的参考意义。     

深部承压水上含隐伏构造煤层底板渗流路径扩展规律

针对邯邢矿区矿井开采深度逐渐加深与采动影响下隐伏构造活化而导致底板奥灰层突水威胁日益加重的问题,研究大采深、高水压条件下含不同隐伏构造类型底板高承压水的始渗条件和渗流路径扩展规律,以确定矿井底板突水条件及重点治理区域。从开采扰动、隐伏构造、承压水共同作用角度分析,根据典型突水矿井地质条件及突水原因分析,建立了含隐伏导含水构造的概化力学模型,通过断裂力学理论得出了含水裂隙的起裂条件、抗渗透强度及由主应力表达的裂隙扩展判据,应用弹性力学边界荷载在半无限板内传播的经典求解方法推导得出了采动应力与承压水压力耦合作用下含隐伏构造煤层底板的垂直应力、水平应力和剪切应力表达式,在所得应力分量基础上通过应力张量的不变量求解应力状态方程得到含水裂隙扩展判据中的主应力表达式,以邯邢矿区典型突水矿区地质与开采参数为例进行算例分析,通过编制Matlab计算程序计算得出底板裂隙的扩展路径。进而采用可模拟岩石破裂声发射且裂隙扩展可视化效果较好的RFPA数值软件进行验证分析,再现了底板渗流路径演化过程。理论计算与数值分析结果表明:隐伏构造的局部应力扰动作用影响了渗流路径的扩展方向,使3种类型底板分别呈现出不同的渗流路径,对于完整型底板,渗流裂隙由奥灰承压水层顶界面至采空区两侧边界呈"正八字"形向采空区扩展;对于隐伏陷落柱型底板,渗流裂隙沿陷落柱顶界面呈"倒八字"形向上发散式扩,至底板28 m深度时与采动裂隙贯通而停止扩展,其延线分别指向采空区两侧边界展;而对于隐伏断层型底板,渗流裂隙则沿断层延线的反向扩展,至底板30 m深度时与采动裂隙贯通而停止扩展,其延线指向工作面后方,在底板含水裂隙自下而上与底板采动裂隙自上而下联合扩展作用下最终贯通形成底板奥灰水至采煤工作面的渗流通道。基于理论计算和数值模拟得出的底板承压水渗流路径扩展规律,在实际工程中可结合微震监测技术来实时动态捕捉煤层底板隐伏导含水构造活化的前兆信息,进而实现底板突水路径的预测预报和快速重点区域治理。