矿井顶板突水预警机制研究与展望

总结整理了我国煤矿突水预警系统的发展现状,从顶板突水机理相关理论和突水危险性评价等研究成果出发,分析了煤矿顶板突水主要受到水源、覆岩地层、地质构造和采掘活动4种因素的共同控制,进而提出煤矿顶板突水预警机制的研究趋势,并对顶板突水预警系统与生产管理的结合提出建议。     

煤层顶板突水预警系统中关键技术问题探讨

对监测指标的选择、监测点的位置、预警判据、预警闽值和预警级别的划分等煤层顶板突水预警系统中的关键技术问题进行了初步探讨,为预警系统的建立奠定了基础。     

煤层底板突水危险预警系统的研究与应用

围绕常村煤矿二1煤层的底板突水问题,从断层构造、隔水层、含水层三方面着手,将其划分为断层相似维、倾角、走向、落差、隔水层厚度、水压、出水量、注浆量8个子因素,采用基于GIS的脆弱性指数法(AHP),实现了考虑多种突水因素对底板突水危险性影响的预警系统。     

顶板运动与顶板突水关系的研究

以某矿40108工作面为例,首先通过理论分析和现场实测,确定40108工作面的初次来压步距67 m左右,周期来压步距30 m左右。其次分析了现场涌水量与工作面来压情况,确定涌水量增大期间的推进距离和来压步距大致相等。因此通过理论计算来压步距,推断顶板垮落的大概位置,预知涌水量增大的位置,为工作面顶板突水预防等工作提供依据。     

矿井突水灾害预警系统的设计与实现

根据国内外矿井突水预警系统的发展现状以及计算机控制技术、通信技术和嵌入式技术的发展,结合国内对矿井突水预警系统的普遍需求,研制了一种矿井突出灾害预警系统,该系统是以多主式体系结构和通信方式,实现水灾、水情监控的实时化、动态化、系统化、长期化和网络化的矿井突水预警系统。系统的传输方式是基于各种总线的数字信号传输系统,通过各子系统周期采集各控制点的参数信号进行科学分析,实时给出当前矿井的预警情况。该系统控制部分以可编程控制器(PLC)为主控制芯片,使用集成开发环境Keil进行软件开发。该系统已应用在太原东山煤矿,取得了良好的效果。     

工作面来压与顶板突水的关系研究

以徐庄煤矿7199工作面为例,研究了工作面来压与顶板突水的关系。首先运用理论分析和现场实测的方法,确定7199工作面的初次来压步距为63.5 m,周期来压步距为30.5 m。其次分析了现场涌水量与工作面的来压情况。最后,运用相似模拟技术分析了采煤工作面来压前期、初次来压和周期来压阶段顶板裂隙、离层的发育规律,解释了来压期间顶板突水机理。     

矿井顶板涌(突)水危险性预测系统研究

针对浅埋煤层开采顶板涌(突)水危险性预测问题,在详细分析钻孔和水文地质等资料的基础上,对矿井顶板涌(突)水的预测涉及到的各类数据进行了组织与管理,设计了由预测数据管理和顶板水害预测两大模块构成的预测系统,建立了矿井顶板涌(突)水多因素叠加分区预测模型,并通过陕北张家峁煤矿的实际数据进行预测,进一步验证了该系统的实用性。     

尖点突变理论在顶板突水规律研究中的应用

以大佛寺煤矿工程为背景,运用关键层理论与尖点突变理论分析了采场顶板透水的发生机理,认为基岩关键层突发性破断失稳是顶板突水的诱因。通过建立基岩关键层破断力学模型,得到了表征断裂过程的势函数,定性解释了顶板突水机理,定量得到了基岩关键层极限跨距及顶板突水的充分必要条件。最后与固体相似模拟实验结果对比分析,说明应用突变理论分析顶板突水机理是可行的。     

神东矿区石圪台煤矿矿井突水因素

神东矿区石圪台煤矿萨拉乌苏组分布广泛、厚度大,富水性较强,是矿井涌水的主要水源。文章论述了石圪台煤矿22302工作面涌水特点,认为矿井涌水量主要与萨拉乌苏组含水层厚度、煤层上覆基岩厚度、煤层采高等因素有关,提出了对冒落带进行注浆加固、减少矿井水产生量和保持生态水位稳定的新认识。     

顶板岩溶裂隙补给矿井突水特征判别及开采预控对策

金鹅池煤矿在+200 m东轨道石门施工探水钻孔时发生突水,涌水量从最初的80 m3/h短时间内迅速增大至320 m3/h,持续3个多月涌水量达到200 m3/h以上。从水量、水质、顶板基岩导含水结构、补给来源及水力联系等方面,对顶板强岩溶裂隙突水特征进行分析、判别,并在物探及注浆堵水中得以验证。根据验证结论,对矿井水文地质特征作出进一步修正,为矿井开拓部署调整及开采预控提供科学依据。     

煤层底板突水监测预警系统的开发及应用

煤层底板突水问题,因其具有隐蔽性、突发性的特点,防治水工作面临巨大的问题和挑战,突水监测预警技术为煤矿安全生产过程中必要的措施。在研究煤层底板突水可监测性、监测条件及适用范围的基础上,研制开发了一套基于光纤光栅通信和传感技术的新型煤层底板突水监测预警系统。该系统由数据采集系统和数据突水监测数据集成分析系统组成,能够实现监测数据实时采集、曲线实时显示、远程分析、警情发布等功能。通过在东庞矿北井9208工作面自开切眼至距切眼225 m段监测预警试验,初步验证了煤层底板突水监测预警系统的实用性和有效性。     

九里山矿底板突水监测预警技术的实践应用

以九里山矿16052 工作面为研究对象,采用微震监测技术构建底板突水监测预警系统,并进行实践应用.监测预警结果表明:16052 工作面底板总体情况稳定,局部可能发生损伤,底板出水点位置可能位于工作面前50 m 至后30 m 区域,底板破坏深度约11.38 m,理论计算结果验证了微震监测预警系统结果的准确性.     

煤矿底板突水微震监测预警系统构建与分析

为了有效遏制煤矿突水灾害对矿井安全生产带来的严重影响,寻找诱发煤矿突水的本质机理和微破裂前兆规律,进而对煤矿突水灾害进行分析预报;采用微震监测技术,结合董家河煤矿水文地质情况,建立微震监测系统;对董家河煤矿22517工作面底板进行微震监测分析,得到了通过微震监测结合地质钻孔柱状综合分析确定底板破坏深度的方法。微震监测结果表明:底板微震事件主要分布于3个区域;董家河煤矿22517工作面底板的总体趋势趋于稳定,但局部可能发生损伤,从而使局部岩体的渗透系数增加,形成底板出水点,该出水点可能位于工作面前方50 m至后方30 m区域。     

矿井工作面底板突水安全预警系统构建研究

从工作面底板突水相关概念出发,在分析底板突水各影响因素的基础上,阐述了底板突水安全预警系统建立的作用与意义.以安全预警理论为指导,结合矿井水害防治工作的实际需要,构建了工作面底板突水安全预警系统,提出系统的逻辑结构和总体构架,并对系统主要组成层面的功能进行了分析,为建立底板突水安全预警系统提供了一个新颖的实现方案.     

基于LIF技术的煤矿突水预警研究

为了构建一个有效的矿井突水预警系统,提出以DSP芯片TMS320F2812为处理器,以CCD(电荷耦合元件)作为光电探测器,利用LIF(激光诱导荧光光谱)理论,建立矿井突水水源判别的理论模型,得出光谱数据,研究突水水源中溶质浓度与激光荧光强度的关系,通过不同突水水样的特征光谱进行水源类型识别,为矿井突水灾害的预警提供决策依据。     

基于ArcGIS Engine的矿井突水预警信息系统

运用组件式GIS开发模式,以ArcGIS Engine与Visual Studio 2010为开发环境,结合计算机Visual C#.net编程技术,采用集成二次开发方式,设计和开发了矿井突水预警信息系统。结合瞬变电磁法原理及突水预测数学模型提出了突水预测信息化管理和实时监控的有效方法,建立了与用户交互操作的开发界面;并利用GIS强大的空间分析功能实现了海量突水数据的分析功能,为突水预警提供了重要依据。     

底板突水预警系统在受底板奥灰水威胁工作面中的应用

通过建立微震监测系统,对微震信号进行采集、分析,精确地计算出微裂隙的破坏位置、能量以及可能影响的区域,实时监测采动过程中工作面底板含水层破裂引起的微震信号,超前分析底板破坏带发育情况,分析微震事件的空间展布,监测断层活化情况,及时发布微震预警信息,实现水害实时监测预警.     

煤矿电气设备检修预警系统研究与应用

为解决斜沟煤矿日常电气设备检修工作中存在的问题,针对性地开发应用了斜沟煤矿电气设备检修预警系统软件。该系统优化了井下电气检修作业流程,完善了机电管理制度,实现电气设备资料数字化,创新性地与矿区4G无线网络结合和应用配套移动终端,做到检修信息互联共享,保障了矿井设备安全运行。     

改进型突水系数法在矿井底板突水评价中的应用

基于突水系数公式由水压和隔水层厚度有关,为了使突水系数法在煤矿底板突水评价中更加准确有效,考虑到各类岩石本身所具有的力学强度和阻水性能,从底板隔水层岩石组合方式及矿压破坏带发育情况入手,将突水系数公式改进为质量比值系数公式和强度比值系数公式。并将改进公式应用于某矿,结果表明：2种改进公式所绘制的评价图不仅能更加精确地显示矿井底板突水危险区域,而且给出了底板突水系数最大值与最小值。