刘桥一矿岩溶陷落柱导水性分析

刘桥一矿是淮北煤田陷落柱发育数量最多、面积最大的矿井,根据刘桥一矿已揭露的岩溶陷落柱的现场调查,结合以往华北煤田陷落柱资料,从刘桥一矿岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶陷落柱内部地质特征与水文地质特征,探讨岩溶发育特征及对岩溶陷落柱含导水性分析,对未开采区进行预测,为煤矿安全生产提供地质资料。     

煤田陷落柱的特征浅析

介绍了陷落柱在煤炭开采中的危害性,分析了陷落柱的地球物理特征、时间剖面上的陷落柱特征、偏移剖面上的陷落柱特征;最后得出结论:尽管陷落柱是一个形态特殊的地质体,它与围岩间存在着程度不同的物性差异,但可采用物探手段对其进行综合探测研究,从而更好地为煤矿生产服务.     

三维地震属性在潘三矿地质异常识别中的应用

陷落柱时刻威胁煤矿安全生产,而在地震解释中,由于其地震响应与其它地质异常体之间存在多解性问题,如何识别陷落柱地质异常,在煤矿三维地震解释中具有重要意义.地震属性技术在解决地质异常问题上,具有显著效果.在对已知陷落柱异常体属性响应特征研究的基础上,通过对淮南潘三矿12418陷落柱附近的12318地质异常体的不同属性对比分析,有效排出了陷落柱地质异常可能,为煤矿开采设计提供了依据.     

刘桥-矿岩溶陷落柱导水性分析

刘桥一矿是淮北煤田陷落柱发育数量最多、面积最大的矿井，根据刘桥一矿已揭露的岩溶陷落柱的现场调查，结合以往华北煤田陷落柱资料，从刘桥一矿岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶陷落柱内部地质特征与水文地质特征，探讨岩溶发育特征及对岩溶陷落柱含导水性分析，对未开采区进行预测，为煤矿安全生产提供地质资料。     

开滦范各庄井田岩溶陷落柱发育特征及其主控因素研究

为了预防岩溶陷落柱引发矿井水害的发生,以开滦矿区范各庄矿发育的岩溶陷落柱为研究对象,基于野外勘测、采掘生产资料和钻孔资料数据,分析了研究区岩溶陷落柱的发育特征及分布规律,提出了岩溶陷落柱的井下预测方法,讨论了陷落柱发育的地质主控因素。研究表明：该区陷落柱发育形态多样,剖面上呈大小不一的圆柱状或圆锥状。研究区岩溶陷落柱主要分布于构造复杂的褶曲地带,明显受控于构造特征,分布规律与断层和节理发育密切相关。奥陶纪灰岩顶部长期风化剥蚀为陷落柱的形成提供了物质基础,研究区地下水动力条件对陷落柱发育规模与分布控制作用明显。     

平朔井工一矿太西区陷落柱发育特征及导水性分析

为减小岩溶陷落柱突水的危险性,有必要开展岩溶陷落柱研究工作.分析了平朔井工一矿太西采区岩溶陷落柱发育的地质背景、岩溶发育情况、岩溶发育特征及其陷落柱内部地质特征及赋存形态,对太西采区内的7个岩溶陷落柱导水性进行了探讨.     

西铭井田陷落柱形成机理探讨

陷落柱是一种发育在地层中的特殊地质体。本文利用西铭井田井下实际揭露的陷落柱为第一手资料,结合该井田地质构造、水文地质特征研究了陷落柱的分布和发育特征,探讨了该井田陷落柱及其半生构造的形成机理,为以后井田生产中陷落柱的位置预测和井巷布局规划提供了一定的依据。     

煤矿陷落柱突水的变形-渗流-冲蚀耦合模型及应用

为揭示煤矿陷落柱突水机理并为其突水防治提供理论依据,基于双重孔隙介质渗流理论,将陷落柱视为由岩块骨架、流体、裂隙充填物3种介质构成,分别推导了其运动控制方程,给出了裂隙演化控制方程,建立了多场耦合的陷落柱突水变形-渗流-冲蚀力学模型。结合研究矿区地质条件,运用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics将力学模型数值化,模拟研究了陷落柱内裂隙开度、颗粒体积浓度、涌水量等随时间的变化规律,数值再现了煤矿底板承压陷落柱突水发展的全过程。研究结果表明:(1)数值模拟得到的陷落柱涌水量曲线与实测数据吻合较好,验证了本文建立的陷落柱突水变形-渗流-冲蚀耦合模型的正确性。(2)在骨架变形-水渗流-充填物颗粒冲蚀迁移耦合作用下,陷落柱内充填物颗粒液化并迁移流失,部分裂隙不断扩展并贯通发展成为优势导水通道,导致陷落柱涌水量急剧增大并引发了突水事故。     

潞安矿区岩溶陷落柱发育规律及成因分析

通过对潞安矿区岩溶陷落柱专题资料分析,总结出岩溶陷落柱在平面特征、空间特征、发育区域、柱体岩体特征等方面具有很强的规律性,结合对矿区地质背景的研究,圈定了研究区未揭露的岩溶陷落柱并对其导水性进行预测。结果表明,褶曲的转折带、断层的交汇处及尖灭带、奥灰水异常区域是岩溶陷落柱发育的重点区域,决定岩溶陷落柱导水性的内因是自身的胶结状况,外因是地质构造。     

道间距和炮间距对陷落柱探测的影响

本文以陷落柱的地质特征以及陷落柱地震波传播特征为基础构建陷落柱模型,采用声波方程基于单因素变化分别模拟不同的道间距和炮间距对陷落柱探测的影响,利用偏移剖面反射波振幅变化并结合地震属性分析与人工解释进行陷落柱断裂边界解释,以陷落柱横向分辨率的平均偏差为指标来判断探测精度,并对陷落柱直径解释误差采用射线追踪的方法进行了分析...     

Internal thermal origin mechanism of Karstic collapse column with no smoothly extrinsic cycle

Huainan coal field as main object, investigation of Karstic hydrogeological conditions were developed in Huainan structureal unit, and the basic conditions, features and rules of Karstic growth were summarized. Geology background and causes of Karstic collapse columns were analyzed. Combined with ancient physiognomy, environment and litho-facies features. After studying synthetically Karstic collapse columns, shape of collapse body, filling feature, hydrodynamic condition and agglutinate material in Huainan area, considering mine hydrogeological conditions of Xuhuai coal field and referenced Karstic collapse columns characters of other mines in North China, the internal thermal origin theory is elementarily formed for Karstic collapse columns extrinsic cycle can not operate smoothly. Finaly, three aspects including distributing features of different kinds of Karstic collapse columns in north China type coal field, conditions of Karstic collapse columns origined from internal thermal with no smoothly extrinsic cycle, mechanics of causes were analyzed and demonstrated. Supported by the China National Program on Key Basic Research Project (2006CB202209)     

华北岩溶陷落柱突水的水文地质及力学基础

为了有效预测、预防岩溶陷落柱突水，通过实际资料的水文地质背景分析，以及“厚壁筒”力学模型的模拟，研究了突水形成的基本条件。研究表明，陷落柱的充水受多种条件和因素的控制和影响，适当的水文地质基础是其突水的必要条件，但真正形成突水还必须满足突水的充分条件，即达到或超过力学临界状态，这就决定了绝大部分华北岩溶陷落柱并不充水，一般也形不成突水。     

椭圆形陷落柱厚壁筒突水模式力学判据及数值模拟

有效地预测、预防岩溶陷落柱突水,运用复变函数、弹塑性力学,推导了椭圆形截面陷落柱“厚壁筒”力学模型突水模式的临界判据方程,并通过有限元软件验证了陷落柱受到均布力作用时,应力分布的解析解。研究表明：椭圆形截面陷落柱在受到以陷落柱柱体为导水通道的均布力作用下,厚壁椭圆筒的应力从椭圆筒的内壁到外壁逐渐变化,在椭圆筒内壁的长半轴的两个端点处应力取得最大值,在椭圆筒的短半轴处的应力取得最小值。     

煤层底板陷落柱活化突水过程的数值模拟

为了研究煤层底板陷落柱活化破坏特征及诱发的突水机理,采用RFPA2D模拟了全充水强导水型和边缘充水导水型陷落柱的活化突水过程.数值模拟再现了流固耦合作用下全充水导水型陷落柱克服剥离面上的黏结力、柱边滑动面上的抗滑阻力,最终发生发生活化崩塌的过程以及边缘充水导水型陷落柱从边缘裂隙的扩张、贯通到宏观导水通道形成的全过程.分析结果表明,突水通道形成受陷落柱本身的物理力学性质以及开采应力扰动等因素的共同控制,陷落柱构造的存在影响了原岩应力应变的均匀分布,在开采扰动时,这种影响表现的更为突出,在应变不协调部位容易产生剪切变形与损伤,加之高压渗透水流的楔劈作用,致使陷落柱逐步活化而引发突水.     

王坡煤矿陷落柱规律研究和工程实践

研究分析了王坡煤矿陷落柱的成因机理和形态特征,在此基础上介绍了矿井采掘工程实践中正确预测、探测和处理陷落柱的技术和经验。     

采动影响下陷落柱渗流特征分析

为了研究工作面靠近过程中,陷落柱内应力的变化规律及其影响下陷落柱的渗流特征,基于FLAC3D流固耦合模型,建立了2种数值分析模型,对比分析了工作面附近应力变化对陷落柱的应力场以及渗流场的影响,结果显示:陷落柱先后处于工作面超前支撑压力和卸荷区范围内,导致其应力先增大后减小,从而引起渗流场的变化;承压水在陷落柱内逐渐消耗,水头处压力为0;陷落柱贯穿煤层较隐伏于底板下,工作面距含水层更近,柱体受采动影响大,水头发育较高,实际工程中应加强这种情况下的监测和防范。     

综放工作面过陷落柱注浆技术研究

通过槽波探测、钻探分析、FLAC3D数值计算,得出JDX16陷落柱治理的重点区域.采用浅孔和深孔配合的方法,浅孔注浆封堵表层裂隙,形成止浆层,防止深孔漏浆,并加固浅层煤体;深孔注浆加固JDX16陷落柱与煤体交界面附近区域及陷落柱内部,终孔位置在回采高度中上部及上部顶板,水平投影覆盖陷落柱边界15 m范围.2309工作面通过采取注浆方案治理后,安全通过陷落柱影响区域,加固效果显著,对类似工程条件工作面安全回采具有一定的借鉴意义.     

陷落柱发育规律及富水性特征分析

陷落柱在华北煤田广泛发育和分布,根据赵庄二号井已经发现的6个陷落柱,探讨陷落柱的成因,介绍井田内陷落柱的分布特征和内部充填物质特征,研究陷落柱的发育规律及其富水性特征。结果表明,陷落柱多分布在向斜轴部和断层带及其附近,常成群出现,具有分片分带的特点。柱体内上部胶结程度差,中部胶结致密,下部胶结相对较差。陷落柱上部弱含水,下部含水多为深部奥灰水垂向越流补给所致。研究结果可以为煤矿陷落柱防治水提供科学依据,丰富煤层底板突水理论,并带来社会经济效益。     

五阳煤矿陷落柱发育特征及突水危险性评价

为防止陷落柱导通奥灰水造成矿井重大水灾,分析归纳了山西五阳煤矿陷落柱基本特征,主要包括：陷落柱发育标高在650 m以上,发育与构造密切相关,多数原生导水性差;典型陷落柱垂直具有6段特征等.以五阳煤矿7601工作面为原型,运用ANSYS有限元软件模拟分析了煤层下部有隐伏陷落柱时采动过程中的突水危险性.当工作面推进距陷落柱小于50 m时,受采动影响的陷落柱导水裂隙与工作面导通可导致工作面出水;随工作面推进,导水通道扩大可导致突水事故.