古交矿区中奥陶统断层突水机理研究

采用MTS电液伺服岩石力学实验系统,利用特制的渗流实验装置,对断裂构造岩的样品,模拟不同应力场条件,测试样品的渗流速度,计算样品的渗透系数,得到不同矿山压力下,断层带的导水能力大小.在古交矿区的地层岩石组合条件下,断层带处在中奥陶统顶板附近的破碎岩石,其导水性较差,断层导通中奥陶统地下水可能性较小.     

中奥陶统地层划分及含水层特征研究

通过对山西晋城、太原、古交、霍县、离石等地岩溶水勘探中测井资料的综合分析、研究,总结出利用测井资料划分中奥陶统三组八段地层的规律及其含水层的特征.此规律和特征在山西其它地区也有广泛应用的价值.可开展无岩芯钻进,提高勘探效益.     

塔河油田下奥陶统溶洞分布规律初步探讨

介绍了溶洞的判别标志，及溶洞在塔河油田下奥陶统的分布规律，提出了勘探部署建议。     

保德煤矿奥灰含水层顶部地层岩性及孔隙性特征分析

华北煤田奥灰含水层顶部的隔水性能是该区煤矿实现带压开采的关键保障,而地层的岩性及孔隙性是反映其隔水性的重要指标。以神东保德煤矿奥灰含水层顶部地层为研究背景,依据现场勘探成果,采用矿物成分分析及室内压汞试验,对奥灰含水层顶部岩层的岩性及孔隙性进行了试验研究。研究结果表明,奥灰含水层顶部地层岩石矿物组分以方解石为主,吸水、渗透性较差,孔隙结构性较差,连通孔隙占总孔隙体积的5%~7%,主要孔隙为孔径025 μm的难渗流微小孔隙,孔隙特征反映出奥灰含水层顶部地层具有良好的阻隔水性。研究成果为奥灰含水层顶部地层隔水性能研究及评价提供了重要的参考依据,为该矿区乃至其他类似矿区底板奥灰水害防治及带压开采奠定了基础。     

鄂尔多斯盆地下奥陶统砂糖状白云岩成因分析

利用因子分析及聚类分析,辅以碳氧同位素分析法对鄂尔多斯盆地西北部、南部和中部下奥陶统的砂糖状白云岩[1]中6种常用地球化学元素(Ca、Mg、Fe、Mn、Na、K)进行研究。结果显示:(1)在旋转因子矩阵中,Ca对因子1的贡献得分为0.916,Mg为0.86;Mn对因子2的贡献得分为0.853,Fe为0.86;K贡献得分为0.9、Na为0.672;(2)碳氧同位素分析中,δ13 C范围为-3.03‰～1.34‰,平均值为0.29‰;δ18 O范围为-8.64‰～-1.89‰,平均值为-5.67‰。结论:(1)鄂尔多斯盆地砂糖状白云岩的综合成因分为3类,即埋藏白云化与岩浆-热液共同作用、准同生白云化与大气淡水共同作用以及埋藏白云化与大气淡水共同作用;(2)鄂尔多斯盆地砂糖状白云岩形成主要受准同生白云化、埋藏白云化及大气淡水作用的影响,局部受构造断裂控制,岩浆-热液白云化作用影响强烈。     

灯影组巨厚含水层井筒注浆工程压水试验*

压水试验是揭露含水层透水能力强弱的可靠方法,为了探究黔南地区灯影组含水层垂向透水性变化规律并指导立井井筒注浆工程的注浆参数,将巨厚含水层分为6个试验段高,对每个试验段高分别进行钻孔压水试验,并获取了垂向各段的透水率和渗透系数。压水试验结果表明,灯影组巨厚含水层透水性具有“上强下弱”特征。依据灯影组含水层垂向透水性变化规律对各注浆段注浆参数进行了优化,上部地层注浆材料选用水泥基浆液,下部地层选用黏土水泥浆,保证岩层可注性。最后一个注浆钻孔压水试验表明,井筒剩余涌水量降为7.17 m3/h,注浆堵水效果显著;注浆参数选用是适宜的,各注浆段透水率越大,其可注性越好。通过压水试验获取的水文地质参数评价黔南地区巨厚灯影组含水层的可注性是可行的,对指导类似地层井筒注浆工程注浆参数的选用有借鉴意义。     

上扬子地台上奥陶统五峰组页岩有机质聚集主控因素

选择上扬子地台东北部SY井上奥陶统五峰组为研究对象,对25个页岩岩芯样品开展了有机碳含量、矿物组分、主量和微量元素测试,重点分析了五峰组主、微量元素的变化特征及其所反映的沉积环境,讨论了五峰组页岩有机质聚集的主控因素。结果表明:根据有机碳含量的分布特征,晚凯迪阶—赫南特阶五峰组页岩可以划分为3个层段(WF1,WF2,WF3),WF2具有最高的有机质丰度,WF1和WF3相当。氧化还原敏感微量元素Mo和U的富集特征指示WF1和WF3沉积于氧化-贫氧环境,WF2沉积于贫氧-缺氧的底水环境,沉积水体的还原性先增强而后有所减弱。五峰组3个层段均具有较高的Ba和生物成因硅含量,指示五峰组沉积时水体表面始终维持较高的古生产力,较高的Cd/Mo比值指示五峰组沉积时具有的高古生产力可能受控于上升洋流的存在。Al和Ti含量总体变化不大,反映五峰组沉积时海平面总体波动不大。WF1有机质含量与Mo和U的富集系数存在相似的变化趋势且与Al和Ti具有正相关性,认为有利的氧化还原条件是WF1有机质聚集的主要控制因素,而WF2有机质含量与生物成因硅存在明显的正相关性,认为较高的古生产力导致WF2有机质富集,WF3有机质含量与Mo和U的富集和生物成因硅均存在一定的相关关系,反映古生产力与氧化还原环境共同控制着WF3有机质的聚集。     

矿区奥灰岩与奥灰水

本文概略介绍矿区奥灰岩地层、含水层与隔水层的划分与对比以及奥灰水的赋水、控水与突水的相关分析．为待压采煤与矿井防治水提供参考资料。     

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。     

莱城向斜奥灰富水性技术研究

鄂庄煤矿通过采用物探和钻探相结合的技术手段进行水文补充勘探,对井田内莱城向斜区域奥灰含水层进行了探测研究,分析了底板含水层构造裂隙发育程度、奥灰承压水的区域富水性,对杜绝重大水害事故的发生意义重大。     

厚煤层综放工作面支架承载特征及矿压显现规律研究

为了掌握厚煤层综放工作面支架承载特征及矿压显现规律,针对1208工作面生产地质条件,采用KBJ-216型在线监测系统实施矿压显现数据监测,分析了工作面周期来压规律、支架承载特性、实体煤帮支承压力分布规律及区段煤柱支承压力分布规律。研究表明:初次来压步距最大37.6 m,最小25.6 m,平均32.7 m,周期来压步距最大22.4 m,最小12.0 m,平均16.04 m;工作面工作阻力平均值为4 669.45 kN,为额定工作阻力的66.71%,分布范围最大在4 400～4 700 kN,占统计循环数的58%;巷道超前支护范围至少应达到35 m。     

基于水—岩耦合试验的峰峰组灰岩渗透性规律分析

应用岩石力学试验系统,对奥陶系顶部峰峰组灰岩进行岩体水—岩耦合试验,分析在不同围压和渗透水压条件下,灰岩的强度变化规律、灰岩的变形程度和渗透率变化规律,研究灰岩在应力场与渗流场综合作用下渗透性的变化情况,分析峰峰组灰岩的相对阻隔水性能。     

AHP法在确定奥灰顶部阻水能力影响因素权值中的应用研究

随着煤矿资源的不断采掘,深部开采已成为必然,但面临的最大问题就是深部奥灰含水层对开采的威胁。很多研究已表明奥陶系灰岩顶部存在一层具有相对隔水性能的岩层,对于影响其阻水能力的因素也进行广泛深入的研究,但对于影响因素之间的重要程度往往都是定性分析,用数据的定量分析比较少。通过对层次分析法（AHP法）的研究,发现它可以将复杂的多因素影响问题转化为明确的数值定量分析问题。因此通过研究以前的相关资料和矿区资料构建了奥灰顶部阻水能力模型,将其与AHP层次分析法相结合把影响阻水能力的因素的权值计算出来,该权值可为定量研究奥灰顶部阻水能力提供基础资料。     

沿空留巷矿压显现规律研究

为了更好地选择支护方式用于维护沿空留巷,对21404轨道巷沿空留巷过程中的巷道变形及矿压显现情况进行研究,根据沿空留巷柔模损坏情况,制定了沿空留巷采取的主要措施,研究了充填混凝土墙体载荷、煤柱侧锚索载荷、顶板锚索、锚杆载荷、沿空留巷围岩变形分析、顶板离层观测规律。研究得出:通过沿空留巷的矿压显现规律研究,为支护方式的改进提供借鉴,对于沿空留巷的维护、成本控制具有重要作用。     

矿井奥灰水带压开采技术分析及防治水措施

针对奥陶系灰岩含水层富水性强、水压大、水位高等问题,分析了矿井奥灰水带压开采及防治水技术以及井田水文地质条件,确定10、11、13号煤层矿井水文地质类型为中等.研究了奥灰含水层富水特征及煤层底板隔水性能,在正常块段工作面掘进过程中受到底板奥灰水的威胁小,是相对安全的;但在构造破坏地带,因断层、陷落柱等具有导水性,在承压...     

综采放顶煤工作面冲击地压微震事件分布规律研究

对耿村煤矿13230综放工作面冲击地压微震事件分布位置进行研究,结合该工作面地质构造、地表沉陷和侧向支承压力,对比分析该工作面10个月微震数据,得出以下规律:回风巷发生小能量事件总频次要大于运输巷,且小能量事件主要发生在回风巷以下15~70 m、直接底和煤层底部;大能量事件两巷均等分布,且大能量事件层位较高。总结了缓倾斜厚煤层综放开采微震事件发生位置,回采工作面运输巷是防冲的重点关注区域。研究为工作面安全回采提供了宝贵的经验。     

沿空掘巷工作面矿压显现规律研究

为了研究沿空掘巷工作面矿压显现规律,分析了2105轨道巷支护设计技术参数,然后设置了3个测站进行围岩表面位移,顶板锚固区内、外离层值,锚杆（索）受力,研究了沿空掘巷工作面矿压显现规律。研究结果表明,沿空留巷后,围岩变形量小,围岩控制效果较好。研究为其他相似开采条件的沿空掘巷综放工作面提供了依据。     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题,以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例,通过分析矿井水文地质条件,确定了主要充水水源和充水通道,计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量,提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时,其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水,主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,分析判断其在现有2号煤层开采条件下,不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测,取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际,提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施,通过预防、探查、疏排、监测等手段,共同解决矿井水害问题。     

富水覆岩长壁综放开采矿压显现规律研究

为了进一步研究富水覆岩长壁综放工作面推进过程中的矿压显现机理,以大佛寺煤矿40301工作面为工程背景,采用相似模拟的方法,研究工作面推进过程中的矿压显现规律,并掌握上覆岩层在工作面推进过程中变形破断和裂隙发展规律。研究表明,综放工作面上覆岩层矿压显现明显,基本顶初次来压和周期来压步距分别为63~72 m和27~33 m,在工作面的推进过程中,上覆岩层的裂隙发展会波及洛河组砂岩,可能会对采空区和工作面产生一定程度的危害。研究结果可为大佛寺煤矿综放开采提供理论依据,对同类地质条件下的综放开采有一定的借鉴意义。