向斜轴部煤层顶板水疏放效果定量化评价

针对煤层顶板水疏放效果定性分析存在的过度疏放问题,采用钻孔涌水量衰减率、含水层水头高度、疏放水总量及残余水量等定量指标,对新疆大南湖一矿1305工作面(尤其是向斜轴部区域)进行疏放水效果定量化评价。结果表明,1305工作面疏放水总量小于工作面静储量,向斜轴部区域的疏放水钻孔涌水量衰减率较小,运输巷侧水头高度高出含水层顶板约45 m,未实现有效疏放,仍需适当加密疏放水钻孔继续疏放,可为疏放水效果评价提供一定的定量化依据,确保煤层顶板水的有效疏放。     

煤层顶板砂岩含水层疏放水效果评价

为了科学合理地评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果,在工作面涌水量预测方面,采用含水层静储量和动态补给量联合预测的方法,结合钻孔疏放水总量和残余水量进行分析:当钻孔疏放水总量等于或大于含水层静储量,且钻孔残余水量等于或小于含水层动态补给量时,即可判断煤层顶板砂岩含水层疏放水效果良好。 实例分析表明,含水层静储量和动态补给量联合预测的方法与实际情况较为吻合,并且当钻孔疏放水总量大于含水层静储量、钻孔残余水量小于含水层动态补给量时,实现了工作面的安全回采。 利用工作面涌水量预测结合钻孔疏放水观测资料的方法评价煤层顶板砂岩含水层疏放水效果科学合理,可以应用到类似工作面采前的水文地质条件安全评价中。     

侏罗系煤田顶板砂岩含水层井下疏降水孔群优化布置

以地下水渗流方程和空间点源理论为基础,优化工作面涌水量时空动态预计方法,建立疏降水孔群优化布置数学模型,以鸳鸯湖矿区麦垛山煤矿为例,对该矿130602工作面顶板砂岩含水层疏降水孔群进行优化布置、控制疏放钻孔放水顺序及疏放水有效性的反演计算等,实现了将该工作面影响范围内的直接充水含水层水头高度降至接近含水层底板,总钻孔工程量比原设计减少15.6%,且疏降水具有明显的时效性,缩短矿井安全生产等待时间。     

郓城煤矿首采区3砂含水层探放水试验研究

通过在不同巷道内施工探放水钻孔,对郓城煤矿同一水文地质单元内的3砂含水层进行疏放水试验,取得了郓城煤矿首采区3砂含水层具有富水不均,地质构造发育区域富水性强,以静储量为主,可以基本疏干的结论。试验结果应用后满足了主线工程四条石门的安全掘进。     

缓倾斜地层倾角对钻孔疏放水影响的数值模拟

针对缓倾斜地层中地层倾角对钻孔疏放水的影响，通过建立缓倾斜地层与仰斜钻孔组合地下水数值模型，在设定倾斜钻孔为定流量井边界与定水头井边界排水条件下，模拟分析含水层水位、排水量动态。结果表明：高水压富水含水层疏放初期，当含水层能够排出水量受钻孔排水能力限制保持定流量排水时，倾角较大的含水层水压不易疏降；一般情况含水层经短期疏放，在钻孔位置水压降至其位置高程而保持定水头井排水时，倾角较大的含水层排水量更大，含水层水压疏放更显著；当地层倾角达到25°时，地层倾角对钻孔疏放水的影响明显化。     

煤层底板强含水层超前疏放分析与应用

为实现对煤系地层中裂隙强含水层的整体高效疏放,以开滦东欢坨煤矿12-2煤层底板强含水层疏放为实例开展研究。从含水层水文地质参数空间分布、地质构造控制作用、含水层揭露部位的涌突水特征与含水层露头补给条件方面,综合分析了含水层特征,得出含水层于-500水平以浅富水且顺层水力联系良好,走向上划分为3个次级富水单元。采用数值模拟方法预测了已揭露出水点在目标期内的疏放水效果与强径流区。以此为依据,确定了3个疏降水中心与钻孔布设方案。通过实施疏放水方案,成功实现了含水层在目标期的整体强烈疏放,保障了首采工作面的安全开采。     

覆岩结构下含水层开采疏放水效果评价研究

针对覆岩结构下煤层开采顶板水量变化情况,利用数值模拟方法对上覆含水层进行了有效探查和疏放研究。结果表明:覆岩组合特性控制着含水层释放过程,通过优化疏放水钻孔设计提高疏放水效果,实现工作面回采过程中矿井涌水量"削峰平谷",以达到经济合理的目的,垂直或平行于地层走向并朝向地层标高降低方向的钻孔疏放水效果最佳。选择从钻孔疏放水原始数据、总量变化、钻场水量变化、疏放水量与水压相关性等方面的评价途径,对上覆含水层疏放效果进行分析研判,判断工作面受水害威胁程度降低至安全阈值范围,具备安全开采条件,为后续工作面顶板疏放水方案制定及效果评价提供参考。     

门克庆煤矿顶板疏放水设计优化研究

门克庆煤矿位于呼吉尔特矿区东南部,主采煤层为鄂尔多斯盆地侏罗系延安组煤层,埋深超过700 m,水文地质条件复杂。在特殊的陆相沉积环境下,形成了侏罗系直罗组底部强富水的"七里镇砂岩"。该含水层具有渗透性强、易于疏放等特点,为矿井主要充水含水层。根据矿井水害类型,确立了"超前分段疏放,削峰平谷"的顶板疏放水技术路线。首采工作面开采后,受采空区疏放的影响,矿井主要充水含水层水压大幅度下降;越靠近疏放区域,降幅越大。在含水层水压大幅度下降的情况下,通过对首采工作面疏放水试验数据及回采过程中的顶板疏放水数据的分析研究,对顶板疏放水设计进行优化,增大钻孔间距,缩短疏放时间,使得疏放效果达到最优化,实现水害治理安全高效。     

黄陇煤田顶板巨厚含水层防供水综合技术研究

为了有效治理黄陇煤田4号煤层顶板巨厚洛河组含水层水害威胁,提出通过布置井下疏放水钻孔对含水层下段进行适当疏放,利用含水层各向异性条件而形成的双层水位使得洛河组含水层下段得到疏放,同时利用井下供水管网将其直接利用。以亭南矿为例,采用改进的钻探技术和方法施工井下大仰角、大深度钻孔达到洛河组含水层疏放目的,从而减小了工作面正常涌水量并延缓工作面出水时间。不仅有效解决了洛河组含水层不可疏干与威胁矿井安全之间的矛盾问题,同时为黄陇煤田顶板水害防治提供了新的思路。     

煤矿工作面顶板倾斜钻孔疏放水井流计算方法

以顶板疏放水中常用的倾斜钻孔为对象,以空间点源理论为基础,运用反映法,建立了均质各向异性无限水平承压含水层中非完整倾斜钻孔的井流计算方程,讨论了多个倾斜钻孔同时工作时,多孔叠加的疏放水井流计算方法。在此基础上,运用陕北某矿顶板含水层疏放水工程实例,验证了此方法的有效性。形成了一套集分析、模拟、预测为一体的倾斜钻孔疏放水计算方法。     

东欢坨矿8煤层顶板疏放水规律研究

为优化疏水钻孔布置与设计,提高钻孔疏放水实效,对开滦东欢坨矿北二采区8煤层顶板含水层疏水孔的出水规律性开展研究。理论分析了向斜仰起端构造控制下8煤层顶板充水含水层段赋存与富水规律,统计了32个疏水钻孔疏水量及其6个影响指标,研究了疏水量―时间动态特征、疏水量与影响因素之间的相关性。结果表明:针对8煤层顶板煤5以上0~30m范围内的沿倾向顺层水力联系好,沿走向水力联系差的直接充水含水层段,宜沿巷道走向分散布设钻窝,上下巷道钻窝宜错列布置;6个指标中钻孔的位置、钻孔初放水时间对钻孔出水量影响最为显著,钻孔与裂隙发育方向的关系对出水量也有明显影响;该区域疏水超前时间宜为8~10个月。     

顶板含水层采前预疏降安全水位确定方法及应用

为合理确定工作面顶板含水层采前预疏降的安全水位,提出基于工作面排水能力确定安全水位的方法。应用数值模拟方法,根据钻孔资料建立开采区域岩层的三维地质模型,通过抽水、放水和注水试验数据对疏放水目标含水层初始流场进行富水性分区和参数率定。通过建立工作面采前预疏降的地下水流场概化模型,计算分析了不同疏水强度条件下含水层终态水位变化趋势,并根据不同疏水强度的终态水位,模拟计算了工作面生产期间的最大涌水量,总结形成了依据工作面排水能力,确定顶板含水层采前预疏放安全水位的方法。现场应用结果表明,该方法计算值与工作面实际涌水量接近,可作为顶板含水层采前预疏放安全水位的判定依据。     

望儿山金矿南风井突水淹井治理新技术

高水头、细裂隙导水、多点分散涌水是望儿山金矿南风井突水淹井的特征,采用定向钻孔疏干放水恢复了被淹5a的南风井。根据数值计算,得出了不同降深地下水补给量的动态变化规律,为该矿南风井疏干放水提供了理论依据。通过采用无止浆垫注浆堵水技术,解决了复杂涌水条件下快速注浆堵水的难题。     

巴彦高勒矿井3-1煤充水含水层富水性研究

巴彦高勒煤矿的充水含水层为延安组砂岩含水层和直罗组砂岩含水层。根据矿井实际生产过程中水文观测钻孔数据变化及对井下疏放水钻孔涌水量数据进行分析,对影响矿井安全生产的两个充水含水层的富水性进行研究评价。     

基于工作面顶板疏放水的含水层水力联系研究

为了弄清蒙陕接壤区深埋煤层某矿井白垩系志丹群与3-1煤层顶板含水层之间的水力联系情况,在首采工作面顶板疏放水过程中,开展了大气降水、含水层水位和水化学变化等方面的研究,结果表明:通过对首采工作面顶板水提前疏放,使切眼附近钻孔涌水量降至3~5 m3/h,水压降至1.0 MPa左右,形成了较稳定的降落漏斗。在疏放水过程中,志丹群含水层水位基本保持稳定,3-1煤层顶板含水层水位则下降明显;志丹群与3-1煤层顶板含水层水在矿化度、水化学类型等方面差异明显,且放水过程中水化学特征基本不变,表明志丹群低矿化度水未进入3-1煤层顶板含水层。安定—直罗组地层未发育沟通上下含水层的导水通道,志丹群与3-1煤层顶板含水层之间水力联系较差,为矿井安全生产提供了必要的地质保障。     

煤层顶板钻孔疏放水技术优化

为解决对疏放工程优化布置、疏放效果评价等缺乏深入研究造成的顶板含水层过度疏放或者疏放不足等问题,以柠条塔煤矿S 1200-3工作面为研究对象,进行钻孔疏放水优化.针对以往工作面疏放水存在的问题,在明确含水层水文地质特征及矿井涌水量影响因素后,实施井下疏放水试验,分析疏放水效果定量化指标,并在此基础上进行煤层顶板水疏放效...     

单指数模型在分析井下钻孔疏水规律中的应用

选取宁东煤田鸳鸯湖矿区典型的仰采和俯采工作面为研究对象,利用单指数动力衰减模型,拟合了工作面顶板水疏放钻孔涌水量动态变化规律,分析了模型参数的水文地质学意义,探讨了疏放水效果的主要影响因素。结果表明:在构造不发育或钻孔施工参数差别不明显的条件下,疏放水效果主要受充水含水层水文地质特征影响,其次是含水层形状特征,最后是钻孔施工参数。其中,施工参数中钻孔方位角和钻孔与切眼之间的距离对模型参数影响显著,钻孔仰角和孔深影响较为模糊;含水层水文地质参数中渗透系数和单位涌水量是控制疏放水效果的主要因素,而含水层厚度没有表现出明显的影响。     

音频电穿透技术在呼吉尔特矿区的应用

应用矿井音频电穿透技术,对呼吉尔特矿区巴彦高勒煤矿侏罗系延安组3-1煤层顶板延安组砂岩含水层及上部直罗组砂岩含水层进行了探测。物探成果与疏放水工程及回采涌水量对比分析表明:在地层垂向结构相同、横向相对均一的情况下,异常幅值及范围越大,含水层的富水性越强,疏放水量及回采涌水量的大小与音频电穿透异常强度、异常范围正相关。     

亨健公司六采车场掘进底板防治水技术研究

六采区位于亨健公司矿井东部,是矿井生产的主要接替采区。六采车场掘进主要受2号煤层底板下野青灰岩及巨厚h3火成岩承压含水层的威胁。针对h3火成岩承压含水层进行防治水技术研究,通过施工超前探钻孔、底板预注浆钻孔及放水钻孔,检验底板预注浆封堵及疏放水方法对底板突水的防治效果,并对安全隔水层厚度、突水系数及安全水压进行计算。     

深埋矿井超大工作面顶板砂岩含水层涌水量预测方法

为预测深埋矿井超大工作面顶板砂岩含水层涌水量,改进了以大井法为基础的涌水量预测方法。利用放水试验确定含水层的疏降影响半径;观测、研究类似矿井工作面回采进尺与涌水量关系,确定模拟大井的引用半径;改变了传统以实际回采区域确定引用半径的方法。根据工作面疏放水钻孔的布置及干扰井群势的叠加理论,推导了干扰井群的疏降水量预测式。根据单个钻场放水孔涌水量降深关系、推导了5个钻场放水量及回采进尺300 m模拟大井的涌水量比拟法计算式,预测工作面正常和最大涌水量。