煤层气开采后成庄矿15号煤层底板突水危险性评价

研究煤层气开采后煤层底板突水机制及危险性评价,对于煤炭安全开采具有重要的理论和实际意义.从岩石力学和地质力学两方面对煤层气开采后煤层底板突水进行理论分析,并以山西晋煤集团成庄矿15号煤层底板奥陶系含水层为例,建立突水危险性评价模型.结果表明:煤层气开采后,若煤层底板与奥陶系含水层导通,煤层底板突水的主控因素按权重从大到小依次为底板最小主应力、底板含水层水压、有效隔水层厚度、地质构造;若煤层底板与奥陶系含水层未导通,底板突水控制因素按权重从大到小依次为底板含水层水压、有效隔水层厚度、含水层富水性、地质构造、岩石破裂压力和底板最小主应力;采用层次分析法确定主控因素权重,利用分形-脆弱性指数法进行突水危险性分区,即研究区西部脆弱性较强,中北部为过渡区,东南大部为安全区.该评价模型可为煤层气开采后煤层底板突水危险性评价提供参考.     

米村矿一_1煤底板奥灰水突水危险性分析

带压开采过程中,防止底板突水是安全生产的关键.为了解突水原因,通过对生产现场地质资料进行疏理,并运用地质理论和矿山压力理论,对拟开采的一1煤层突水危险性进行了分析,认为煤层直接底板本溪组铝土质泥岩隔水层厚度过薄,井田内小断层比较发育,间接底板奥陶系灰岩的富水条件是矿井突水的主要因素.分析结果可为今后预测一1煤底板突水危险性提供理论依据.     

米村矿一1煤底板奥灰水突水危险性分析

带压开采过程中,防止底板突水是安全生产的关键.为了解突水原因,通过对生产现场地质资料进行疏理,并运用地质理论和矿山压力理论,对拟开采的一1煤层突水危险性进行了分析,认为煤层直接底板本溪组铝土质泥岩隔水层厚度过薄,井田内小断层比较发育,间接底板奥陶系灰岩的富水条件是矿井突水的主要因素.分析结果可为今后预测一1煤底板突水危险性提供理论依据.     

煤层底板灰岩含水层突水危险性评价

在对某矿含水层富水性、地质构造、隔水层等影响底板突水因素综合分析的基础上,采用突水系数法和安全水头压力值对4号煤层底板主要灰岩含水层突水危险性进行了评价,分析结果表明,伏青灰岩水对-550m标高以下4号煤层的开采具有突水危险性,而对其他含水层均不构成突水威胁,这为矿井防治水和安全生产奠定了理论基础．     

煤层底板突水机理及评价

针对我国北方地区煤矿开采时煤层底板突水问题,介绍了我国矿井水害的现状和防治水技术发展的情况,阐明了喀斯特裂隙水的赋存条件、运移规律以及奥陶系灰岩喀斯特发育的规律;结合国外治水理论,论述了煤层底板突水机理,总结出煤层底板突水的水害特点、突水机理和评价方法,通过突水事例说明"突水系数法"的实际治水效果,最后对煤层底板突水提出了对策.     

三维地震多属性融合技术在O2裂隙发育带定量预测中的应用

随着煤矿开采深度不断增加,煤层底板灰岩含水层富水特征及突水危险性预测是煤矿深部智能安全绿色开采亟待解决的问题。本文利用灰色关联性分析与多元回归分析方法,结合三维多种属性融合关键技术,对煤层底板灰岩溶裂隙带进行精准定量预测。由于奥陶系(O)灰岩溶裂隙发育抽象系统包含众多因素,笔者特引入岩石RQD指标用来模拟构建数学模型,并将该数学模型用于定量预测奥陶系灰岩溶裂隙发育带。由淮北矿业集团孙疃煤矿83采区奥陶系灰岩裂溶隙发育带定量预测结果表明,此模型经过数学运算将多种地震属性融合后,构建出奥陶系中统O₂溶裂隙发育带定量表征参量,其拟合度达88.97%,提高了灰岩溶裂隙发育带预测精度,为煤层底板灰岩发育裂隙带的定量预测提供了一种新途径。     

突水系数法在煤矿深部开采中的应用

结合目前的采煤实践,设想了突水系数公式的发展趋势。通过磁西一号井田实例,证实了突水系数法在预测开采深部煤层突水危险性评价中的局限性。表明在深部煤层突水危险性评价应用时,其它方法作为突水系数法的补充,可为含水层富水性较弱而突水系数较大的深部开采底板突水安全评价提供参考依据。     

基于五图双系数法的煤层底板突水危险性评价

为准确预测煤层底板突水的危险性,以平煤八矿为例,利用五图双系数法对二1煤层底板寒武系灰岩水发生突水的危险性进行了预测评估。通过分析隔水层与水压的关系,计算了带压系数和突水系数;利用Surfer绘图软件,绘制了底板水压、水头分布、突水系数的等值线图和突水危险性分区图。该方法比突水系数法更为全面;与脆弱性指数法相比,不需要太多的相关资料。结果显示,突水危险性较大的区域分布在矿区的西北和东北部,面积较小;南部和中部有2个小的区域属于基本安全区;其他区域属于突水危险性较小的区域。整体而言,平煤八矿二1煤层底板寒武系灰岩水发生突水的危险性小。     

五图-双系数法在煤矿突水评价中的应用

为安全开采受承压水威胁的一1煤层,分析了郑州矿区大平煤矿主要底板突水因素,并用单一突水系数公式对底板突水进行了预测分区.研究表明,用单一的突水系数公式来预测突水事故并不准确.在突水系数法的基础上,把含水层奥灰岩富水区、矿山压力、大中型断层、小断层密集带等主要突水因素考虑进去,对突水系数法进行修正,用五图-双系数法对大平矿底板突水进行预测分区,其预测结果可以指导煤矿安全开采.     

基于模糊评判-综合赋权的煤层底板突水危险性评价

我国煤矿面临的水害威胁中底板高承压水的突出问题是对煤层安全开采最大的威胁,对煤层底板水害进行准确预测预报具有重要的理论指导意义和实用价值.根据煤层底板突水是受多因素影响并且具有非线性特征的特点,在建立定量与定性指标为一体的煤层底板突水评价指标体系的基础上,将模糊综合评判法和综合赋权法相结合,建立了考虑底板突水复杂的多因素影响的预测评价模型.在评价模型中应用综合赋权法确定指标权重,把主观与客观赋权法有机集成起来.最后,应用该耦合评价模型对河北单侯矿的典型工作面进行了底板水害危险性评价,评价效果较好.为今后煤层底板突水预测评价的研究提供一定的参考依据.     

并行电法评定煤层底板突水危险性及应用

10煤是芦岭煤矿的主采煤层,深受灰岩水和砂岩水的威胁.为保证安全、高效的开采,采用并行电法在不同的工作面测试,研究其视电阻率的分布规律,再结合钻探资料、掘进编录资料和10煤工作面底板突水系数等值线图,立体总结了不同工作面灰岩水和砂岩水的富水特征,视电阻率的分布规律为开采10煤的防治水工作提供了依据和保障.     

煤层底板突水影响因素的AHP分析

根据赵家寨煤矿的地质与水文地质条件,结合其底板突水的特点与规律,在层次分析法(AHP)的基础上构建了底板突水影响因素之间的层次分析结构模型.在判断矩阵通过一致性检验的前提下,用其特征向量作为底板突水影响因素的权重,确定了各因素的影响力排序与控制因素.工程应用表明,突水影响因素之间互相关联、耦合综合作用于底板突水,突水控制因素中抑制因素仅为6.20%,所占比例较小,推知二1煤的开采易造成底板突水,该评价结果比较直观地反映了底板突水各作用因素的影响权重,可为该矿底板水害防治提供理论依据与参考.     

曹村煤矿十采区水文地质条件与突水危险性分析

通过对曹村煤矿十采区综合研究分析,认为K8砂岩、第四系空隙含水层是2#煤开采时的主要充水含水层;十采区下组煤主要受到顶板K2灰岩含水层和底板奥灰水突水的影响;通过对奥灰水突水危险性的定量计算,并对突水危险性进行分区,在Ⅰ区突水危险性较小,应重点加强对Ⅱ、Ⅲ区探测和监测工作,对局部富水地段进行注浆加固,以增加隔水底板的有效厚度和强度,达到防治突水的目的。     

综合物探的奥陶系灰岩突水预警技术

为克服单一物探手段的局限,更准确地预测奥陶系灰岩突水风险,新安煤矿13151工作面采用瞬变电磁、直流电法、槽波地震和无线电波坑透等4种手段进行了综合物探.经比对物探结果,并结合地质与水文地质资料分析,4种物探异常区的重叠区域奥陶系灰岩水向上导升,低阻区条带分布,存在突水危险;煤厚变薄,可能受剪切滑动构造影响;槽波波速1 800 m/s以上,地应力(矿压)集中,利于围岩破坏.多种物探异常区的重叠区域的突水风险最大,是工作面防治水工作的重点.实例证明,综合物探可以弥补单一物探方法之不足,有效指导钻探验证、底板注浆及突水治理工作.     

平顶山十矿下保护层开采围岩破坏数值模拟及水害防治

为研究平顶山十矿下保护层开采是否达到释放己_(16-17)煤层瓦斯的目的以及是否会诱发底板灰岩承压水突水问题,基于FLAC~(3D)数值模拟软件,以十矿24130首采面为例,模拟采动条件下顶底板围岩的变形破坏过程。结果显示:开采下保护层所引起的顶板冒裂带发育高度能够达到己_(16-17)煤层,满足释放己组煤层瓦斯的裂隙要求;底板采动破坏深度最大为24.5 m,破坏裂隙会成为灰岩承压水进入矿井的导水通道,突水系数超过临界值。为确保24130首采面的安全生产,设计并实施了水害综合探查、疏水降压、完善排水系统、安全带压开采等综合防治水措施。该首采面成为平顶山矿区以开采下保护层释放己组煤层瓦斯和成功防治灰岩承压水的示范性工作面。     

郭二庄9~#煤带压开采底板突水灰色风险评价

针对郭二庄井田下组9#煤带压开采中存在的底板突水风险影响因素的不确定性,采用灰色风险计算模型和方法,结合井田已有突水、出水点水位标高、矿井最大涌水量及单位涌水量等相关信息统计,构建灰色风险计算模型,对井田受采动影响后煤层底板发生突水风险的概率和风险性变异进行评价。计算结果表明郭二庄井田下组9#煤带压开采存在底板突水风险性大,煤层开采前应慎重作出避让和分区隔离开采、探治结合等有效的补救措施,减少突发水害事故的发生。     

郭二庄9#煤带压开采底板突水灰色风险评价

针对郭二庄井田下组9#煤带压开采中存在的底板突水风险影响因素的不确定性,采用灰色风险计算模型和方法,结合井田已有突水、出水点水位标高、矿井最大涌水量及单位涌水量等相关信息统计,构建灰色风险计算模型,对井田受采动影响后煤层底板发生突水风险的概率和风险性变异进行评价。计算结果表明郭二庄井田下组9#煤带压开采存在底板突水风险性大,煤层开采前应慎重作出避让和分区隔离开采、探治结合等有效的补救措施,减少突发水害事故的发生。     

河南大峪沟煤业集团炭煤矿突水机理分析与治理

结合炭煤矿水文地质特征,分析了主要含水层和隔水层对突水的影响,研究了炭煤矿突水防治问题．结果表明,巷道底板灰岩裂隙发育,水压较高,加之矿压影响是造成奥陶系灰岩寒武系灰岩突水的主要原因．采用先封堵巷道截流再钻探延伸封堵奥陶纪灰岩裂隙治源的综合注浆堵水方案,并在较大面积内加固顶底板,堵水率可达到90％．此方法为解决炭煤矿动水注浆堵水问题提供了参考．     

带压开采工作面底板突水规律相似模拟试验

为研究带压开采工作面底板破坏规律和突水形成机制,以焦作矿区赵固一矿首采工作面底板为研究对象,使用自主设计的底板突水机理物理模拟试验系统进行相似模拟试验。通过对回采过程中底板突水过程以及突水前后岩层的视电阻率进行模拟和观测,研究了承压含水层威胁下底板破坏和发生突水的一般规律,揭示了矿山压力引发的破裂构造是导致底板突水的重要因素,并得出底板破坏深度。研究结果可为评价赵固一矿带压开采提供理论基础,为揭示带压开采底板突水的力学机制提供参考。     

冯营矿矿井突水机理分析

针对冯营矿矿井水文地质条件复杂、水害严重的现状,研究了矿井充水水源、充水通道等充水条件,认为石炭系L8灰岩水、顶板砂岩空隙裂隙水和L2灰岩水是主要充水水源,断裂构造是主要的导水通道．研究表明：煤层顶板砂岩含水性相对较弱,太灰和奥灰含水层属中等-强富水性;断裂构造是沟通煤层底板太原组L8,L2灰岩和奥陶系（O2）灰岩的主要通道,也是矿井突水且突水量较大的主要因素之一．井田断层发育且导水良好,形成矿井突水的潜在威胁;对煤层底板采动裂隙影响的计算表明其有效隔水层较薄,加之矿压对底板的破坏,可构成煤层底板导水通道．以上因素导致冯营矿水害频发．