矿井底板水文地质条件探查及可疏降性评价

伊犁一矿位于新疆伊犁州,地表被天山山前冲洪积层覆盖并接受天山雪融水直接补给,与含煤地层不整合接触,且主采煤层底板存在承压含水层,地下水补给、径流条件复杂。针对该矿5#煤层底板侏罗系砂岩含水层富水性中等,且具有承压性等水文地质问题,通过在伊犁一矿试采面5#煤层底板砂岩含水层进行放水试验,获取了该含水层的渗透系数,并对放水试验及水位恢复试验过程进行了分析,结果表明:放水试验形成的降落漏斗明显,疏降效果较好,5#煤层底板砂岩含水层具有良好的可疏降性,试采面通过适当疏降可消除底板砂岩含水层的突水威胁。     

立井井筒过富水煤层段防治水安全技术实践

煤层富水现象在煤炭开采史中极为罕见,但近年来,在陕北侏罗纪煤田榆横北区内发现的富水煤层水害问题则较为突出。为解决巴拉素煤矿矿井基建阶段立井井筒穿越2号富水煤层时的水害隐患,采用钻探、注浆等手段开展了超前探疏放水、帷幕注浆等工程实践。实践结果表明,区内2号煤层局部富水性强,裂隙发育、可注性较好;顶板砂岩含水层水以孔隙水为主,可注性较差。通过钻孔疏放,对富水区域水体的水压进行疏降,再以注浆工程形成帷幕墙,可确保井筒掘进安全,该防治水安全技术及工程实践可为后期矿井相关水文地质工作提供借鉴。     

阜康市西黄草沟井田水文地质特征及矿井水害防治措施

准南煤田西黄草沟井田煤炭资源丰富,煤种为优质的炼焦用煤,水文地质条件比较复杂,矿井开采的直接充水含水层为八道湾组下段煤层顶、底板砂岩类孔隙裂隙含水层组,富水性较弱;但第四系松散岩类孔隙间歇含水层、烧变岩含水层富水性较强,通过孔隙、裂隙向矿井充水,成为影响矿井开采的主要充水因素。因此,开展对该井田水文地质特征及矿井水害防止措施的探讨,对煤矿开采的安全性具有非常重要的现实意义。     

煤层底板厚层砂岩含水层可疏性综合评价

为了指导煤层底板砂岩水害的防治工作,需要对含水层的可疏性进行合理评价。结合典型矿井的水文地质条件和水害案例,对水文地质钻孔抽水试验资料进行分析,初步评价了底板砂岩含水层具有可疏性。采用大流量大降深放水试验,对观测孔水位单位时间内的变化曲线斜率进行研究,底板砂岩含水层疏降快,恢复慢,增加放水量可有效加快含水层水位的疏降,多孔大流量疏放水可以最大程度上激发地下水流场的变化,在一定范围内对底板砂岩含水层进行疏水降压,可以持续降低地下水水位;单孔放水和多孔放水过程中水位恢复时间分别占放水时间的77.92%和86.21%,而水位仅分别恢复了最大降深的39.11%和46.56%,说明了含水层水位易疏降,难恢复。根据对放水孔的水量和水压变化情况分析,长时间疏水降压会使水量逐渐减小,并产生大幅降深,证明底板砂岩含水层补给条件一般。结合井田地层和构造条件,提出底板砂岩含水层位于相对较为封闭的隔水空间有利于疏水降压。结果表明:利用抽水试验和放水试验资料,从含水层水位单位时间变化速率、抽水和恢复水位曲线、放水孔水压变化和含水层边界条件等方面,可以对底板厚层砂岩含水层可疏性进行综合评价。     

侏罗纪煤田宝塔山砂岩含水层大流量大降深放水试验

为了在抽水试验的基础上进一步查明侏罗纪煤田宝塔山砂岩含水层的水文地质特征,开展了井下放水试验,单孔放水量平均值为237.91 m3/h,多孔放水量平均值为444.10 m3/h,宝塔山砂岩含水层地下水位下降最大值达310 m.通过大流量大降深放水试验,计算出含水层的渗透系数和单位涌水量,确定宝塔山砂岩含水层与白垩系、煤...     

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。     

煤矿深部采区底板含水层放水试验

随着煤层开采深度的增加,煤层底板承压充水含水层发生水害的可能性随之增加,对基础地质参数补充和再认识具有重要的意义。以陈四楼煤矿南部深部采区为研究对象,通过非稳定流放水试验分析了陈四楼煤矿南部采区灰岩岩溶含水层的水文地质条件及其与奥灰水的水力联系,计算了灰岩含水层的水文地质参数。试验表明:区域内的太灰含水层属中等富水性至强富水性,不存在降不下去的高水位异常区,可以采取疏降和底板注浆加固的办法防止底板突水。     

红柳林煤矿直罗组砂岩含水层特征及防治水对策

直罗组古河道砂岩含水层成为陕北侏罗纪煤田中西部矿井涌水的主要充水水源,直接威胁着煤矿的安全生产。揭示直罗组砂岩含水层水文地质条件及对煤矿开采的影响,在分析直罗组砂岩含水层分布及厚度的基础上,认为红柳林煤矿西一盘区应以防控直罗组古河道砂岩含水层为主。该含水层具有分布面积大、区域连通性好等特征,虽然在原始应力状态下富水性较弱,但在采动影响下,裂隙发育后渗透性明显增强,应加强西一盘区水文地质补充勘探。进一步查明直罗组古河道砂岩含水层水文地质条件,是红柳林煤矿西一盘区防治水的重点工作。     

呼吉尔特矿区深埋工作面顶板水文地质特征

鄂尔多斯盆地侏罗纪深埋煤田区作为我国未来煤炭资源开发的重点区域,防治水工作是矿井安全生产面临的最重要任务。为了查清主采煤层顶板水文地质特征,以呼吉尔特矿区深埋工作面为研究对象,从地质沉积、含水层空间分布、富水规律和工作面涌水量等方面开展研究。结果表明:受河流相沉积控制,呼吉尔特矿区主采煤层顶板发育了砂泥岩互层结构地层,受毛乌素沙漠强富水松散层水下渗作用,作为直接充水含水层的真武洞砂岩和七里镇砂岩具有"高水压、强富水、非均一"特征,特别是七里镇砂岩含水层,未扰动条件下水压为6 MPa,井下单孔涌水量为150～160 m~3/h;工作面放水试验和采前预疏放结果表明,直接充水含水层具有良好的可疏降性,先期开采段(0～600 m)采前大部分顶板钻孔水量降至5 m~3/h以下,水压降至1 MPa以下,具备安全回采的水文地质条件;整个工作面回采过程中,总的排水量高达787.0×10~4m~3,富水系数为1.48,远大于神府、新街等矿区,表明呼吉尔特矿区煤层顶板直接充水含水层富水性较强,必须加强防治水工作,以保证本地区煤炭资源的安全开发。     

侏罗系煤田宝塔山砂岩含水层疏放水可行性研究

为了论证侏罗系煤田底板宝塔山裂隙砂岩含水层疏放可行性,选取宁东碎石井矿区灵新煤矿为例,利用井下单孔和多孔放水试验,分析了底板放水钻孔涌水量动态变化规律,评价了底板含水层放水效果和疏放可行性。结果表明:放水孔初期涌水量较大,经一周左右时间流量明显逐渐降低并趋于稳定;放水稳定时刻,形成以放水孔为中心的降落漏斗,且影响半径较大(均大于700m),各孔水压明显降低;由单孔放水到三孔叠加放水,降落漏斗形态不断扩大,影响半径逐渐增大,各孔水压逐渐降低。单孔放水阶段,FS2、G1和G2孔水压计算的底板突水系数小于正常标准(0. 1MPa/m);多孔放水阶段,FS2、JG、JF、G1和G2孔水压计算的底板突水系数小于正常标准。说明煤层底板砂岩含水层具有可疏放性,可通过底板钻孔放水实现对含水层的超前疏放,保障工作面的安全开采。     

孔庄煤矿矿井水文地质特征及充水因素分析

通过对孔庄煤矿矿井水文地质条件分析,底含水,富水性弱至中等,四灰水含水较丰富,其余含水层富水性整体较弱,含水层补给条件均较差,属可疏干的含水层.第四系底含、下石盒组底部分界砂岩、7煤层顶底板砂岩、太原组四灰为矿井主要充水水源,充水通道主要为断层和裂隙密集带、采掘活动、封闭不良钻孔等.     

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。     

卧龙湖煤矿砂岩含水层富水性预测及评价

针对卧龙湖煤矿煤层顶底板砂岩水害较为严重的问题,从岩性结构特征和地质构造特征2方面,共计3个指标,通过模糊聚类综合预测方法,对区内二叠系上石盒子组底部(K3)砂岩含水层富水性进行预测,进行分级分区;并基于勘探与采掘所揭示的各类水文地质信息,利用钻孔泥浆漏失量和裂隙发育率评价指标,对砂岩含水层的富水程度进行评价,验证了预测的可靠性。     

煤层露头区域薄基岩工作面顶板水害治理方案

基于对煤层露头薄基岩区域水文地质条件与上覆含水层、隔水层物理力学性质分析基础上,确定该区域煤层顶板含水层富水性的判据。以河南能源集团赵固二矿煤层露头区域薄基岩工作面为背景,通过针对煤层顶板含水层不同的富水性合理留设防隔水煤(岩)柱,并与施工井下顶板探放水钻孔相结合的治理方案,综合治理矿井顶板水害。结果表明,该方案成功治理露头薄基岩区域顶板水害,消除矿井溃水溃砂威胁。     

霍尔辛赫煤矿3~#煤底板水文地质特征及带压开采

随着霍尔辛赫煤矿采掘活动向深部延伸,煤层底板承受的含水层水压增大,威胁煤矿安全生产。通过地质钻探、岩芯精细描述、钻孔抽水试验、水化学分析及水文地球物理测井等工程技术手段,综合分析3~#煤层底板岩溶含水层水文地质特征,并对带压开采条件进行了分析与评价,利用突水系数法对带压区进行了底板突水危险性分区。结果表明:太原组含水层富水性弱,突水系数为0.035～0.043 MPa/m;奥陶系灰岩含水层富水性弱-中等,井田北部富水性强于南部,东部富水性强于西部,突水系数为0.019～0.039 MPa/m。     

恒源煤矿地面顺层钻探注浆实践

皖北煤电集团公司恒源煤矿开采淮北煤田二叠系山西组六煤层和下石盒子四煤层,是皖北煤电集团公司在淮北矿区的主力矿井之一。矿井水文地质条件复杂,存在富水性较强的煤系砂岩裂隙水出水、岩溶陷落柱导水、六煤层开采底板太原群灰岩水突水等充水因素,在矿井建设期间曾发生多次突水淹井事故,矿井受水害威胁严重。通过采用地面顺层注浆对其灰岩水害进行治理,成效显著。     

侏罗系宝塔山砂岩突水风险预测及限制边界疏降技术

内蒙古上海庙矿区新上海一号煤矿发生国内首次也是目前唯一的侏罗系煤层开采底板宝塔山砂岩突水淹井事故;开展了侏罗系煤层开采底板强富水宝塔山砂岩突水危险性评价方法和防控技术的研究工作。首先,明确了“11·25”事故的突水水源为侏罗系延安组下部的宝塔山砂岩含水层,且煤层与底板宝塔山砂岩之间隔水层具有强度低、软化系数小、胶结性差的特点,属地质软岩。其次,以“含水层厚度、含水层富水性、含水层渗透性、含水层水压力及18煤底板隔水层有效厚度”为主要指标建立突水评价体系,将宝塔山砂岩含水层突水危险性分区被划分为安全区(32.21%)、威胁区(37.53%)及危险区(30.26%)三种类型,并通过实例验证了评价模型的准确性。最后,结合底板隔水层工程地质特性,分析采用“断层注浆形成局部限制边界+群孔疏降”的方法防控宝塔山砂岩突水。设定“疏放水开始至1号钻场退出疏放水工作、2号、3号和4号钻场持续进行疏放水工作至3号钻场退出、2号和4号钻场持续进行疏放水工作至模型补排平衡”的疏降方案。依据规范得出注浆后最大帷幕渗透系数为2×10^-2 m/d,当断层注浆后帷幕渗透系数为2×10^-...     

西山古交矿区下组煤充水条件分析

针对奥陶系灰岩含水层使古交矿区下组煤带压开采的问题,对西山古交矿区下组煤充水条件进行分析,探讨了奥灰各层段对下组煤开采的影响,结果表明,山西组砂岩含水层和太原组灰岩含水层单位涌水量小,富水性较弱,将随着开采面积的扩大逐渐被疏干,个别富水性中等的地段可采取超前探放水措施,8#煤层距奥灰大于200m,在无集中导水通道时,不会发生底板突水。     

新集三矿1煤底板灰岩水放水试验研究

为了查明急倾斜煤层底板高压开采的水文地质条件,基于地下水井流理论,对新集三矿西四、西五采区内进行了放水试验,查明了1煤底板太灰、奥灰含水层的水文地质参数以及含水层之间的水力联系。得出：该区太灰含水层岩溶裂隙发育,富水性强：奥灰含水层岩溶裂隙发育不均,富水性中等～丰富。太灰、奥灰含水层之间水力联系密切,奥灰水是太灰含水层的直接补给水源,补给水量大的结论,直接威胁着1煤的开采。     

基于抽水试验和放水试验的断层导水性分析北大核心

为了避免断层水害和煤层顶底板砂岩水害的发生,需要准确掌握断层的导水性;通过延安组底部宝塔山砂岩含水层的大流量大降深放水试验,查明了DF_(20)断层在垂向上具有良好的导水性,是各含水层水力联系的重要通道,同时明确了DF_(20)和F_(2)断层在水平方向上具有导水性,三叠系含水层通过DF_(20)和F_(2)断层与宝塔山砂岩含水层等具有水力联系;探查了DF_(20)断层与FD;断层交汇处导水性最强,是各含水层水量交换的主要位置;确定了DF_(20)断层导水性在水平方向上具有不均一性,DF_(20)断层位于井田中部的区域导水性较弱,而井田南部区域导水性较强。结果表明:通过抽水试验和放水试验不仅可以获取断层的水文地质参数,同时可以查明断层的导水性及其空间特征。