邢台煤矿下组煤首采区带压开采设计优化

在分析奥灰水文地质条件的基础上，确定了邢台煤矿开采下组煤的首采区。以不扰动奥灰含水层天然流场为目标，以预防奥灰突水为主线，对首采区的开拓方案进行了优化布置，提出了工作面开采的最佳尺寸。为该矿下组煤首采区的开采成功提供了较为可靠的水文地质保障和安全开采模式。     

利用脆弱性指数法评价鲍店煤矿下组煤首采区水害威胁程度

鲍店煤矿下组煤开采的主要充水含水层为十下灰、十四灰、奥灰,其中奥灰为突水危险性最大的含水层,一旦突水将造成巨大的损失。鲍店煤矿利用"脆弱性指数法"综合分析矿井突水的主控因素之间的关系,确定出下组煤首采区受水害威胁的程度,指导矿井安全生产。     

矿井奥灰疏降水量数值法预测和应用

北阳庄矿井地质、水文条件复杂,首采区存在多处奥灰隆起带和隔水层变薄区,煤炭资源开采受奥灰水害威胁,解决矿井安全开采的根本出路在于疏水降压。数值模拟方法是目前水文地质计算中一种功能强大的数学工具,采用数值模拟方法对北阳庄矿井奥灰疏降水量预测,为疏水降压工程提供理论依据。     

复杂构造条件下工作面综合防突水关键技术

首旺煤矿井田构造复杂,2煤二采区同时受底板太灰和奥灰水带压(双带压)威胁,为了解决2煤二采区双带压安全开采问题,采用钻探和综合物探勘查手段,查明了该矿2煤二采区太灰和奥灰含水层的水文地质特征、富水性分布特征及构造的导水性,研究了2煤回采工作面底板破坏规律,利用流固耦合数值模拟计算得到了回采工作面底板最大破坏深度约为21 m;采用突水系数法评价了太灰和奥灰双带压安全开采;提出了双带压安全开采的综合防治有效措施。研究结果表明:首旺煤矿2煤二采区的太灰和奥灰含水层有较强的富水性和水力联系,二采区东北区域的太灰突水危险区及导水断层存在较大的突水隐患,是双带压综合防突工作的重点所在,由此而形成的"勘查-评价-防治"技术体系,能很好地解决二采区双带压综合防突这一关键问题。     

南屯煤矿下组煤十三采区底板突水危险性分区与评价

在系统收集南屯煤矿下组煤十三采区各勘探阶段及生产矿井地质及水文地质资料的基础上,对奥灰富水性进行了评价,对16上煤、17煤底板突水危险性进行了分区。利用单位涌水量、隔水层厚度和突水系数值等相关参数对十三采区下组煤的开采危险性进行了分区和评价。     

矿井带压开采疏水降压可行性模拟分析

基于华北太原组煤层受到奥陶系灰岩含水层高承压水威胁,为提高煤炭资源采出率,减少煤炭资源损失以及降低矿井带压开采的危险性.通过分析奥灰含水层的水文地质条件,进行了带压开采危险性评价,利用Visual MODFLOW软件建立矿井水文地质模型,设定安全疏降水压为1 MPa,计算了矿井奥灰含水层疏降水量.从疏降水量大小、矿井排水能力、水文地质条件、水资源综合利用等方面进行了疏水降压可行性分析.结果表明,当疏降水量为8 676 m3/d时,经过9d排水,奥灰水压可稳定并降至1 MPa,达到设计的安全水位,疏水降压是可行的,矿井带压开采可以安全进行.     

单侯矿井突水危险性分区及奥灰疏水降压预测研究

 采用突水系数法对单侯矿井奥灰含水层上5煤开采突水危险性进行了分区,根据分区结果对不同区域提出了相应的安全开采技术对策。并针对疏水降压技术措施,采用FEFLOW数值模拟软件对5煤开采奥灰水的疏降量、疏降水位和疏降时间进行了模拟预测。研究结果表明,单侯井田5煤开采奥灰疏降水量为1300m3/h,水位疏降到+750m以下的疏降时间约为360天。     

章村煤矿三井带压开采下组煤介绍

章村煤矿三井为我局带奥灰水压试采下组煤的矿井,主要开采九号煤,七、八号煤局部可采(图1)。自1982年至今已采完五个下组煤工作面,安全采出煤炭50余万吨,未遇奥灰突水。通过生产实践,我们对井田奥灰水文地质条件认识不断深化,逐步摸索出治理奥灰水的经验和行之有效的工作方法,概括为“查清条件、以防为主、辅以疏降、带压开采”十六个字。     

水峪煤业工作面水文地质特征及带压开采评价

山西水峪煤业十采区(宜兴区)下组煤9号煤层底板标高是+725～+65m、10+11号煤层底板标高为+720～+60m,而区内峰峰组石灰岩岩溶裂隙水水位标高为+553～+560m,下组煤(9号、10+11号煤层)大部区域存在奥灰水带压开采。如何防止奥灰水给矿井安全生产带来的影响,是十采区下组煤需要解决的水文地质问题。对矿井十采区下组煤奥灰水突水危险性进行评价,并提出防治水措施建议,为下组煤开采方案提供水文地质依据。     

Q-S曲线法在预计奥灰疏降水量方面的应用

为了预计奥灰疏降水量,采用Q-S曲线法。利用放水试验数据绘制Q-S曲线,根据曲线的形状判断经验方程的类型,采用最小二乘法计算经验公式的系数,建立经验公式;计算突水系数降至0.06 MPa/m时放水孔需疏降深度,把疏降深度带入经验公式即可预计奥灰疏降水量。预计的疏降水量减去影响半径范围内已有奥灰疏水孔疏放水量后即为采区煤层安全开采还需疏降的水量。此方法回避了各种水文地质参数求参过程中的失真,计算简单易行。     

浅议百良煤矿复杂地质条件下的充水因素

百良煤矿位于澄合矿区东部,主采5号煤层,位于奥灰水静水位以下,属承压开采区。奥灰岩溶水系统属隐伏型地下水系,属于煤炭开采过程中底板突水威胁的充水水源。第四系松散孔隙含水层、三叠统至下二叠统裂隙水含水层、上石炭统太原组及中下奥陶统峰峰组岩溶水为采掘活动中重要的顶板充水因素,加之地质构造较为复杂多变,水文地质条件复杂。随着采掘区域的扩大,原有的水文地质资料与实际有一定出入,已不能满足实际。本文结合实际生产过程中的水文地质条件变化规律和充水因素进行详细分析,并与原有的地质资料进行对比分析,提出了新观点和研究思路,对矿井今后的水害预测预报、水害防治工作具有重要的参考价值,促使矿井防治水工作更具有实效性。     

压水试验定量评价注浆效果研究

注浆后岩体渗透性和力学强度是反映岩体注浆效果的重要参数,为定量评价注浆堵水工程效果,以安徽某矿奥灰特大突水抢险注浆堵水工程为例,提出采用钻孔高压压水试验方法,对C53太原组灰岩堵源注浆效果进行定量评价。针对高压压水试验过程中岩体渗透性的剧烈变化特征,提出采用紊流渗透定律计算岩体渗透系数。研究结果表明:C53太原组灰岩注浆后表现出良好的隔水性能,阻水性能呈现出高阻弱渗的特点,渗透性等级属极微~微透水,与注浆前弱~中等透水的渗透性等级对比,渗透性能显著变弱,说明堵源注浆效果良好;可根据临界抗渗强度来评价C53太原组灰岩注浆后抵抗水力劈裂的力学强度,经计算其临界抗渗强度为1.83 MPa/m,依据阻水系数消能试验测试原理,注浆后C53太原组灰岩足以抵抗5.64 MPa奥灰水的劈裂破坏,可以消除煤层底板奥灰突水威胁,能够达到堵源注浆工程目的。     

刘桥二矿Ⅱ6117工作面富水区水源分析

为了查明刘桥二矿Ⅱ6117工作面富水区水源类别,指导防治水措施的实施,基于矿井历年水化学资料,制作水化学阴阳离子含量三线图,在此基础上分析各个含水层的矿化度、硬度、离子含量的变化特征,建立水质模型;将该工作面富水区水样与之比对,确定水源种类;最后采用模糊聚类分析方法建立评判集,进一步确定水源种类的主次关系。判断结果表明：刘桥二矿Ⅱ6117工作面富水区水同时包含有六煤砂岩裂隙水、太灰水和奥灰水,其中以六煤砂岩裂隙水和太灰水含量为主,奥灰水含量次之。     

基于多变量的太灰含水层突水风险性分类判别研究

太灰含水层为华北型煤田的下组煤开采直接充水含水层,下组煤层开采时,在具有强水源补给或接近导水通道的部位,常会发生较大的灾害性突水事故.针对近年太灰含水层突涌水事故,从矿井水文地质条件、突水事故经过、原因、特点等方面进行统计分析,确定突水系数、含水层富水性、补给条件、断裂构造是否导通煤层及层位关系为太灰含水层突水风险分类...     

基于同位素方法的矿井突水水源定量分析研究

在分析山西龙泉煤矿水文地质特征及工作面突水特征的的基础上,研究了矿区各类水体的水化学及环境同位素特征,确定了01工作面突水水源为太灰、奥灰混合水,利用同位素方法定量计算了太灰水占工作面突水来源的46%,而奥灰水占54%。研究结果表明：应用同位素方法能定量、准确判断出矿井突水的主要来源,可为制订有效的防治水措施提供科学依据。     

TEM在赵官井田采前灰岩水探测中的应用

赵官井田内灰岩含水层有太原组一~五灰、徐灰和奥灰,岩溶裂隙发育,富水性不均一,应用TEM(瞬变地磁技术)对研究区内各灰岩含水层进行采前水文探测。首先在断面图上对有异常反应的区域在平面位置上进行圈定和组合,初步地确定异常区的范围;然后与顺层切片图对比分析,进一步确定异常区的分布形态,并与地质成果作对应分析,从而得出各灰岩含水层富水异常区的分布规律。     

山西煤矿区环境地质问题及治理对策探讨

针对目前我国煤炭开采对地质环境破坏的现状,分析和评述了发生在山西煤矿区的主要环境地质问题,指出了煤矿开采对地质环境破坏的主要表现形式为地表变形、水资源受损、水环境变异、生态环境衰退和地貌景观改变,并根据煤矿区地质环境破坏特征,提出了相应的恢复治理和防范措施。     

基于大型放水试验的矿区流场演化规律模拟研究

 基于地下水井流理论,通过大型干扰井群放水试验,查明了矿区深部煤层底板太灰含水层的富水性、补径排条件及其和下伏奥灰含水层的水力联系,在此基础上运用FEFLOW软件对本次大型干扰放水试验进行了数值模拟计算,与解析解互相对比、验证,克服了构造复杂矿区解析法适用的局限性。综合结果表明太灰含水层径流条件较好,岩溶相对发育,且富水性不均一,与下伏奥灰水水力联系极其微弱,区内孟口断层阻水有差异性,自北向南部隔水性变差。研究结果可对矿区防治水规划、设计及配套工程提供依据。     

深层地下水氢氧稳定同位素组成与水循环示踪

利用任楼井田及所在临涣矿区地表水与生产矿井的长观孔、矿井出水点,从上而下分别取第四系第四含水层、二叠系煤系砂岩含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层30个水样,测试δD与δ¹⁸O,分析D与¹⁸O组成并对含水层水循环进行示踪.研究表明：临涣矿区深部地下水样点δ值在δD－δ¹⁸O关系图上绝大部分均落在中国大气降水线和矿区地表水线下部,大气降水或地表水为各类含水层的补给主体.任楼井田煤炭采动影响第四系第四含水层明显,地表水补给第四系第四含水层速度快;临涣矿区的临涣、海孜与童亭四含水与大气降水未构成良好的水力联系.煤系砂岩地下水就整个临涣矿区来说,任楼井田埋藏相对较新.石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层在临涣矿区地下水径流速度相对较快,¹⁸O或D漂移不明显.     

底板注浆改造和疏水降压工程联合应用研究

城郊煤矿21304工作面受切眼附近落差为560 m的F₂₀边界断层影响,二₂煤层底板太原组灰岩与矿井边界F₂₀断层下盘奥陶系灰岩之间存在水力联系,导致工作面底板水压较高,严重影响了工作面的安全回采。为了消除矿井21304工作面受底板高水压的水害影响,针对该地区的水文地质条件,采用底板注浆改造和疏水降压工程相结合的防治水技术体系,降低了工作面水压,实现了工作面安全回采,也为该地区邻近工作面的开采奠定了基础,有助于建立该地区完善的水害防治技术体系。