巴拉素煤矿不同阶段水害问题防治技术研究

在我国西部地区煤炭资源丰富、水害问题严重。为了矿井在建设、生产等不同阶段所面临水害问题可得以有效防治,以侏罗纪煤田榆横北区巴拉素煤矿为例,通过对矿井地质、水文地质条件进行分析,确定主要充水水源和充水通道,并对2号煤层水进行涌水量预测,结合矿井不同阶段的水害隐患,提出相应的防治措施。结果表明:矿井采掘2号煤层时,2号煤层水、其顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层水为矿井主要充水水源,覆岩导水裂隙带为主要充水通道。通过涌水量预测,分析确定采用水平廊道法预测的2号煤层水涌水量为防治水工作依据。结合现场实际,提出采用地面、井下等不同地段进行探查,物探、钻探等方法共同使用的综合方法,对后期矿井采掘过程中的顶板水、煤层水、采空区水、离层水等水害,提出相应的防治措施和方案。     

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。     

盛泰煤矿充水因素分析与水害防治措施

本文通过对盛泰煤矿可能造成的水害的充水水源、充水通道等因素进行了详细的分析。查明矿井主要含水层、隔水层、充水水源和充水通道。提出合理的预防和治理水害的针对性对策,做到防患于未然,为今后矿井防治水工作奠定了坚实的基础。     

弱胶结顶板复合水害防治技术研究及应用

西部侏罗系煤田顶板岩层受沉积条件的影响表现出明显的弱胶结特征,针对宁东煤田银星一号煤矿存在的弱胶结顶板复合水害问题,在梳理矿井水文地质条件的基础上,分析了矿井的主要充水水源,研究了顶板岩层的弱胶结特征及水害类型,提出了针对性的水害防治技术并进行了成功应用。结果表明,顶板弱胶结覆岩在地下水渗流作用下砂泥化是造成矿井水害防治工作困难的主要影响因素,采掘期间面临地表水、松散层与风氧化带水、砂岩孔隙裂隙含水层水、采空区积水、断层水以及可能的离层水等复合水害的威胁,结合水害特点及防治重点提出的综合运用“探、防、疏、监”等措施进行单种或多种手段相结合的治水方式对于弱胶结顶板复合水害治理是可行的。     

基于MATLAB模糊聚类分析法治理矿井水害

为了对不同水害类型的矿井进行分类以制定相应的防治水措施,选取矿井涌水量、突水量以及主要含水层单位涌水量作为聚类指标,基于MATLAB的模糊聚类分析法将研究的11个矿井进行分类.结合水文地质条件可将矿井分为4类,第1类矿井主要水害为地表水、烧变岩水和风氧化带水,防治措施为留设防隔水煤(岩)柱;第2类矿井主要水害为顶板水,要采取超前探查和预疏放;第3类矿井主要水害为构造充水,需要精细探查井田内的构造;第4类矿井主要水害为顶板水,且矿井涌水量较大,建议开展顶板含水层富水性探查.结果表明:基于MATLAB的模糊聚类分析法不仅符合矿井水害复杂和模糊的特性,并且准确快速.     

西北矿区煤层顶板水害预测及防治技术研究*

针对西北矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探 孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。     

团柏煤矿下组煤开采矿井充水条件分析

矿井水害因其强烈的致灾性已引起广泛关注与研究,因此伴随水文地质条件复杂矿山开采过程的矿井充水条件分析尤为重要。以山西霍州煤电团柏煤矿的下组煤开采为研究背景,在分析下组煤顶、底板主要充水含水层富水性特征基础上,从充水水源、充水通道和充水强度3方面评价了10#和11#下组煤在顶板太原组灰岩含水层和底板奥灰含水层威胁下进行开采时的矿井充水条件,为采取相应的水害预防与治理对策提供了先决条件,同时为矿井实现安全开采提供了物质基础。     

煤矿防治水智能化技术与装备研究现状及展望

为了解决煤矿充水条件的精准探测、有效预测、动态监测和水害的可靠治理问题,人工智能和信息化技术在我国煤矿水害防治技术和装备中获得广泛应用并取得重要进展。依据智能感知、智能判断和智能执行等智能化技术三要素,将煤矿防治水智能化定义为水害致灾因素的有效筛选、自动识别和精准控制的过程。从5个方面系统地总结了煤矿防治水智能化技术现状:即探测装备的智能化芯片应用及数据处理智能算法、含水层富水性分区的信息融合法及煤层底板突水预测的统计学习法、基于智能化传感器及智能算法的矿井水情(害)实时监测预警系统、水害治理工程的信息化设计及智能控制注浆系统、紧急避灾最优路径搜索及突水水源快速识别。结果表明:水害探测装备及解释方法的智能化提高了装备的抗干扰能力,实现了探测数据的快速准确处理;煤层底板突水预测的统计学习法使突水预测精度由82%提高到91%;网络并行电法监测仪在五沟煤矿提前2 d成功预报了工作面底板突水;智能化注浆系统形成了高度定制化的制浆-注浆数字化解决方案,实现全自动造浆30 m3/h;避灾抢险智能化为矿井灾害情景下的井下人员合理疏散和应急救援提供了辅助决策支持平台。提出随着智慧矿山、透明矿井技术的不断发展与完善,多源时空智能化探(监)测、玻璃水文地质、水害监测大数据挖掘、井下救援机器人等将会成为热点研究方向,并最终形成煤矿防治水智能化技术体系。     

银星一号煤矿侏罗系煤层顶板砂岩水害特征及防治技术

针对宁夏银星一号煤矿存在的侏罗系煤层顶板砂岩水害问题,在梳理矿井地质及水文地质条件的基础上,分析了侏罗系煤层顶板砂岩沉积环境与富水性的直接关系,评价了砂岩含水层的富水性;在研究煤层顶板岩层力学性质、矿物成分、水稳性特征以及导水裂隙发育规律的基础上分析了侏罗系煤层顶板砂岩水害机理及特征;提出了综合运用“探、疏、排、截、监”多种措施;以基础性探查工作为前提,重点运用疏水降压技术进行水害治理的思路。110301工作面水害治理效果表明通过疏水降压治理侏罗系煤层顶板砂岩水害是可行的。     

利用矿井直流电法探测技术防治顶板水害

采用矿井直流电法探测顶板构造水技术,结合定点钻探预放水的方法,开展了黄陵二号煤矿预防顶板突水的应用研究,结果表明,该技术能探测工作面顶板隔水层厚度、隔水层内潜在突水通道的空间位置及含水层富水性分布规律。实践表明,该技术在黄陵二号煤矿能科学指导顶板水害防治工作,保障煤矿生产安全。     

特厚煤层综放开采顶板水害综合防治对策探讨

为了解决特厚煤层综放开采条件下顶板水害频发、防治难度大的问题,以黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河煤矿"5. 13"突水事故为例,分析了顶板突水机理、突水因素、目前防治水工作存在的困难,结合邻近矿井和邻近矿区防治水经验,提出以"工作面管理、突水水源探查、直接含水层疏干、主要含水层地下水动态监测、"两带"探查、排水系统建设、应急演练"为主的综合防治水策略,为类似条件下的煤矿开采提供有益参考。     

东胜—神府矿区煤层顶板水害预测及防治

针对东胜—神府矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探+孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。     

我国煤矿水害防治技术取得重大进展

<正>在日前召开的安全科技"四个一批"项目成果交流推广现场会上,有关专家透露,我国煤矿防治水技术取得重大进展,主要体现在水害致灾地质要素综合探查技术与装备、水害致灾地质条件综合改造治理技术与装备、突水灾害快速抢险救援技术与装备3个方面。截至目前,我国煤矿在物探、化探和钻探与水文试验方面,已有一套成熟的致灾地质构造探查技术方法。在     

侏罗纪浅埋煤层开采典型水害模式及分区

陕北煤炭基地侏罗纪浅部煤层开采面临多种水害威胁,传统煤矿水害危险性评价工作未充分结合研究区典型水害特点,在生产实际中的适用性不强。以红柳林煤矿3~(-1)煤层为研究对象,系统分析煤层开采面临的典型水害特征,计算煤层开采的导水断裂带发育高度,并绘制导水裂隙带发育高度等值线图,利用主要含水层(体)与导水断裂带之间的相对距离关系,提出基于煤矿充水含水层(体)特征的水害模式划分方法,并在研究区内针对不同水害模式进行分区。结果表明:按照区域内充水含水层(体)的不同,研究区水害类型可划分为单一含水层水害模式和复合含水层水害模式和古直罗河水害模式3种主要水害模式;按照充水水源不同,单一含水层水害模式可划分为顶板烧变岩水害型、顶板风化基岩水害型;复合含水层水害模式可分为顶板烧变岩直接-松散层间接水害型、顶板风化基岩直接-松散层直接水害型、顶板烧变岩直接-松散层直接水害型以及顶板风化基岩直接-松散层间接水害型;单一含水层水害模式主要分布于导水断裂带波及顶板风化基岩含水层及开采煤层上方存在隐伏烧变岩含水层区域;复合型含水层水害模式分布于导水断裂带突破风化基岩含水层,直接或间接波及松散层含水层区域;古直罗河水害模式分布于古直罗河及古河流阶地发育之处;对不同水害模式下突水风险性进行分析,烧变岩水害型一般不对煤层开采构成较大威胁,突水风险性较小;顶板风化基岩水害型、顶板复合水害模式及古直罗河水害模式在部分区域为强富水性,且可能通过导水断裂带进入井下,均存在一定突水风险。     

汾西矿区煤矿水害类型分析与防治措施

根据汾西矿区各矿井普遍受老窑、小煤矿采空区积水、地表水、冲积层水、含水层水威胁的现状,针对各种水害提出了具体的防治措施和对策,完善探查手段,建立健全防治水害机构和制度,加强技术管理和重视工程投入,防止重大水害事故的发生。     

川南古叙矿区观文矿段水害类型及防治对策

针对川南古叙矿区观文矿段存在的矿井水害问题,在梳理观文煤矿地质及水文地质条件的基础上,分析了各含水层地下水对煤层开采的影响;以充水水源空间位置及水害形成条件为标准,将矿区内水害类型分为大气降水、老窑及采空区积水、煤层顶板水、煤层底板水与构造水5大类及可能的离层水害。针对不同类型水害对矿井的威胁程度及防治难易程度,提出了适合观文煤矿复合水害的防治水对策。     

曹家滩煤矿顶板富水性分析及防治措施研究

为了避免西部高强度开采矿区发生工作面顶板溃水溃沙灾害，以地表生态脆弱的榆神矿区曹家滩矿井的首采工作面为研究背景，分析了首采工作面煤层的地质概况，确定了影响工作面发生水害事故的充水因素，将物理探测和“三图”法相结合对首采工作面煤层顶板富水性特征及分区进行了综合论证分析。结果表明：大气降水和地表水是矿井的间接充水水源，煤层顶板导水裂隙带波及范围内的延安组、直罗组和基岩风化带含水层的水为直接充水水源|导水裂缝带是矿井发生水害事故的主要充水通道|矿井风化基岩含水层富水性较强，延安组为弱含水层。通过FLAC 3D研究了覆岩裂隙运动破坏规律，工作面推进至180m后，导水裂隙带发育速度增加，推进至240m后达到最大值约159m，覆岩的裂采比为26.5。结合上述分析，提出了以完善矿井水害监测系统和建设防排水系统、合理确定回采参数和培训防治水专业人员相结合的防治水技术改进措施。     

矿井水害类型划分及主要特征分析

在构建矿井水害分类依据（即充水水源、矿层与充水含水层彼此位置和接触关系、导水通道、危害形式、经济损失与人员伤亡、时效特征等）基础上,对基于不同分类依据的矿井水害类型进行了系统划分,即天然充水水源型矿井水害、人为充水水源型矿井水害;顶板充水型矿井水害、底板充水型矿井水害、周边充水型矿井水害;天然通道型矿井水害、人为通道型矿井水害;常温矿井水害、中高温矿井水害和腐蚀性矿井水害;一般型、较大型、重大型和特别重大型矿井水害;即时型、滞后型、跳跃型和渐变型矿井水害。在此基础上,对各主要类型矿井水害的成灾机制和典型特征作了重点分析。     

定向分支钻孔在煤矿顶板水害探查治理工程中的应用

为了阻断上部含水层的水通过垂向导水通道涌入工作面,消除顶板水害对工作面回采的威胁,采用定向分支钻孔探查注浆治理垂向导水通道,加固顶板局部层位使其具有一定的强度及柔性,起到阻水作用,达到治理目的。从工程注浆治理、钻探施工质量控制、施工成果及治理效果评价方面开展分析研究,总结地面定向分支钻孔探查治理煤矿顶板水害的适宜性。通过项目实施,应用情况良好。     

平朔井工三矿9~#煤层充水因素分析及水害防治

分析平朔井工三矿的充水因素,认为开采9#煤层的最大隐患是顶板石炭-二叠系砂岩突水,大气降水、地表径流以及大沙沟水补给下部含水层导入矿井也是不可忽视的因素,并利用导水裂隙带高度计算结果对煤层顶板水冒落安全性进行分析评价,为矿井水害防治提供了决策依据。