开滦范各庄井田12煤层底板突水危险性的地质评价

根据隔水层的岩性和结构特征,提出了评价隔水层隔水性能的岩性-结构评价方法;并在突水系数中考虑隔水层的岩性-结构特征,提出了煤层底板突水危险性评价分类.针对开滦范各庄井田12煤层底板突水地质条件实际,系统分析了12煤层底板砂岩裂隙含水层厚度及其特征、隔水层的岩性及其分布和断裂构造条件,对开滦范各庄井田12煤层底板突水危险性进行了评价.研究表明,煤层底板隔水性能取决于隔水层岩性和断裂构造,随着底板泥岩百分比含量和厚度的增加,隔水层抵抗水压的能力增强,隔水性能变好;随着断裂发育程度的增加,底板隔水层由完整结构、块裂结构到碎裂结构和松散结构,底板隔水性能降低,且完整底板泥岩层的抗水能力明显大于含裂隙的底板泥岩层.开滦范各庄井田12煤层底板发生突水的水源以12～14煤层间砂岩裂隙承压含水层为主,其砂岩裂隙含水层的厚度由井田的浅部向深部增厚;含水层水压随其埋藏深度的增加而增高,呈线性关系,且富水性增强;12煤层底板隔水性能随着煤层埋藏深度的增加而减弱,且突水危险性增强.     

水压致裂地应力测试法在煤矿底板突水预测中的应用

榆树坡煤矿5~#煤层属于带压开采,存在底板突水危险。为评价该煤层底板带压开采危险性,对榆树坡煤矿5~#煤层底板岩层进行水压致裂地应力测试,通过岩水应力关系理论计算突水临界指数。通过现场测试、结果计算及分析,榆树坡煤矿5~#煤层底板突水临界指数均低于1,底板隔水层性能良好。     

承压水体上采煤突水危险性评价研究

结合斜沟煤矿地质与水文条件,通过钻探、地球物理勘探以及突水系数法对矿区8#煤层进行了研究,探明了8#煤层与含水层结构位置关系特征以及8#煤层采空异常区及采空积水异常区,获得了8#煤层底板至奥灰顶面间隔水层厚度以及底板奥灰水头压力区域分布特征,最后绘制了矿区8#煤层开采突水系数等值线图。结果表明:8#煤底板至奥灰峰峰组顶面厚度及岩性组合对阻止奥灰水与上覆各含水层间水力联系起到较大作用。隔水层厚度在井田内分布不均匀,8#煤层均位于突水系数小于0.1 MPa/m区域,仅在SK5孔附近煤层底板突水系数大于0.06 MPa/m。8#煤层承压水体上采煤时大部分区域无突水危险性,而在极少部分区域开采前应根据实际情况对煤层底板隔水层注浆加固或对奥灰含水层顶板注浆改造。     

带压开采底板突水预测研究

为了有效预测工作面在带压开采下底板突水,以上孔煤业15#煤层为研究背景,通过塑性理论和经验公式分别计算底板的破坏深度|考虑采动与赋存因素影响,基于修正的突水系数法,提出极限突水系数公式,确定合理的工作面尺寸,提高突水预测精度。现场施工水文钻孔探查底板涌水情况,并根据岩芯测得底板隔水层物理力学性质,与理论推算结果对比,对15#煤层底板突水可能性进行有效预测。研究结果表明：底板主要隔水层属于中等坚硬岩石类,具有较好的隔水性能,底板含水层含水性弱,不具备底板突水的条件。极限突水系数计算结果显示,15#煤层在底板完整区段无突水危险,受构造破坏的区段具有底板突水的危险,建议减小工作面尺寸,查明底板地质特征,并加强在构造等薄弱区域的探放水以预防突水危险发生。     

下峪口煤矿11~#煤层带压开采可行性研究

针对下峪口煤矿在开采11~#煤层时受到底板奥灰水突水的威胁,分析了下峪口煤矿的含水层、隔水层特征及其充水水源和充水通道,在此基础上运用突水系数法对11~#煤层突水危险性进行评价。研究结果表明:11~#煤层底板隔水层厚度稳定,岩性致密,阻水性能较好;11~#煤层仅井田浅部一水平与以北邻近一水平边界区域煤层底板突水系数小于0.06MPa/m,为带压可采范围,井田大部分区域底板突水系数为大于0.06MPa/m的危险区与大于0.1MPa/m的极危险区,需要谨慎开采。研究结果为下峪口煤矿带压开采提供了理论指导,有利于实现安全、高效生产。     

突水系数法在回坡底煤矿奥灰突水危险性评价中的应用与研究

应用突水系数法对回坡底煤矿11~#煤层带压开采的突水危险性进行计算和分区,在此基础上针对11~#煤层存在底板薄和双重底板采动破坏问题,对分区实际安全性加以分析和评价。根据评价提出了11~#煤层带压开采的安全防范技术措施。在采取安全防范措施的条件下,回坡底煤矿已进行了11~#煤层的安全回采。     

煤层底板突水风险智能灰靶模型的研究

分析煤层底板突水的灾变过程,以含水层富水程度、含水层平均水压、隐断层水文性质、隐断层发育系数、隔水层平均厚度和动底板岩层组合作为底板突水的风险辨识指标,通过效益型隶属梯度去除量纲干扰。应用灰色关联得到含水层因子、隐断层因子和隔水层因子,作为煤层底板突水风险的原始成分、必然成分和控制成分。提出煤层底板突水风险的智能灰靶模型,以效果测度向量区分安全、隐患和事故状态,实现了定性结果和定量赋值的有机融合。将模型应用到实践中,结果基本吻合实际,为研判复杂煤层底板突水风险提供一种新思路。     

煤层底板突水危险性评价模型的建立与应用

分析总结了矿井煤层底板突水的影响因素,在系统收集与分析矿井水文地质资料的基础上,确定了影响张村煤矿二1煤层底板突水的主要因素。对水压、地质构造、隔水层厚度、采动矿压等因素进行了定量评价,借助于地理信息系统(GIS)的空间分析工具,引入多源信息复合方法,建立了煤层底板突水危险性评价模型,并根据张村煤矿二1煤层底板的各影响因素的实际数据,对其底板寒灰突水危险性进行了评价,获取了有效的突水危险性评价结果。     

突水系数法在华晟荣煤矿水上带压开采安全评价中的应用

根据华晟荣煤矿水文地质条件提取评价煤层底板突水危险性关键指标,在工程实践中分析煤层底板突水灾害发生的各方面因素,通过对井田钻探揭露奥灰岩的15个钻孔数据分析确定了隔水层厚度及底板承压水的水压值,分析了突水系数公式的演化,计算出突水系数,确定了华晟荣煤矿3#煤层带压开采分区均处在相对安全区。同时进一步预测了矿井涌水量,核验了矿井排水能力,为华晟荣煤矿3#煤层工作面回采时采用带压系数进行复核验证提供了数据基础,对制定完善带压开采技术措施具有重要的指导意义。     

煤层底板突水脆弱性评价的GIS与ANN耦合技术

以鹤壁十矿矿区为例,在分析其自然地理、区域构造、区域水文地质条件、矿井突水灾害条件的基础上,根据研究区的水压、断裂构造、隔水层（厚度、岩性组合、矿压）、岩溶发育以及第三系底部黏土隔水层等控制煤层底板突水脆弱性因素在空间区域上的变异特征,以地理信息系统（GIS）的空间数据统计、分析功能为操作平台,建立各控制因素的子专题层图;针对现有底板突水预测模型的不足,应用非线性的人工神经网络（ANN）技术确定了各主控因素的权重系数;在此基础上,应用GIS与ANN耦合技术,经过模型识别,建立了煤层底板突水脆弱性分区评价模型;根据模型计算的研究区各结点底板突水脆弱性指数的累计频数统计直方图,确定出各分区的阈值,并对底板突水脆弱性指数的各主控因素进行了灵敏度分析.     

软岩底板突水机理分析及数值试验

结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突水的形成过程,即底板在水压驱动下出现裂纹萌生、扩展以及水压跟踪传递,最后底板隔水层变成导水通道层。研究结果表明：董家河煤矿可通过调控煤层底板突水的条件使之不发生突水事故;该数值计算方法适用于具有类似地质条件的煤矿,可为煤层底板突水机理研究和防范矿井突水事故的发生奠定理论基础和方法指导。     

煤层底板突水影响因素的主成分分析

在调查和分析煤矿区水文地质资料的基础上,选取地质构造、含水层水头压力、底板含水层富水性、隔水层厚度和开采条件作为影响煤层底板突水的主要因素,采用主成分分析法(PCA)对影响底板突水5个因素做出定量评价,并对影响因素的影响程度进行排序:隔水层厚度地质构造含水层水头压力开采条件含水层富水性。结果显示:隔水层厚度、地质构造和含水层水头压力3个影响因素占总权重的89.4%,同时也是该矿防治水工作开展的重点防治部位,该评价结果与实际情况相吻合。     

良庄井田15~#煤层底板突水危险性评价

在分析良庄井田地质资料的基础上,采用I值最大判别原则,最终确定奥灰水压及15~#煤层断裂构造复杂程度是影响底板突水危险性划分的重要因素。根据良庄井田地质资料,获得了奥灰水压等值线图、15~#煤层断裂构造复杂程度图、15~#煤层底板突水系数等值线图,采用信息融合的方法,获得了15~#煤层底板突水危险性分区图,与已开采煤层的实际情况相符。     

基于模糊层次分析的煤层底板陷落柱突水危险性评价研究

煤矿岩溶陷落柱是华北煤田广泛发育的特殊性地质,是影响煤矿突水的主要因素。为了对煤矿底板陷落柱煤层开采的危险性进行评价,通过对煤矿底板陷落柱突水的主要影响因素进行详细地分析,建立起包括含水层水文条件、底板隔水层条件、煤层开采条件和陷落柱自身构造条件4个一级评价指标,以及包括含水层水压、隔水层厚度、隔水层完整性、开采高度等二级评价指标因素的煤矿底板陷落柱突水综合评价体系。采用层次分析方法确定出评价模型中主要影响因素的赋权值,通过查阅相关文献资料得到模糊层次评估的安全等级标准。以某煤矿为研究对象,结合煤矿前期探测到的地质资料,确定煤矿突水综合评价体系的模糊集,运用模糊综合评价方法求得煤矿突水危险性的等级,并根据评估结果有针对性地提出改进措施和建议,保证煤矿正常的安全生产和经济效益。     

刘桥一矿662工作面底板注浆防突水设计

刘桥一矿662工作面下含有含水灰岩层,由钻孔资料计算出其煤层的底板突水水系数为0.093MPa/m,大于淮北矿区工作面的0.07MPa/m(完整底板)和0.05MPa/m(不完整底板)的经验安全值,若不采取措施就进行正常开采,将有很大可能会发生煤矿突水事故。本次设计主要是通过在工作面向煤层底板下的灰岩层钻孔并注入水泥浆,通过水泥浆在含水灰岩层里扩散胶结成为隔水层,增加煤层原底板的厚度,从而使工作面的突水系数降低到低于淮北矿区工作面的安全开采经验突水系数,使得煤矿能够安全的开采。     

水平构造应力对煤层底板突水的影响分析

分析了具有水平构造应力的煤矿底板失稳破坏发生突水的力学模型,建立了底板突水的突变模型.应用尖点突变原理分析了承压水底板隔水层失稳突水的力学机制.当满足隔水层失稳的充要力学条件时,承压水底板有可能发生失稳突水.并据此得出发生失稳时煤层底板所承受的最大水压力与底板各参数之间的关系,为煤矿底板突水的机理与防治提供了理论依据.     

基于事故树定量分析法的煤层底板突水危险性评价

基于煤层底板突水机理、事故致因理论和事故树分析法基本原理,建立煤层底板突水事故树基本模型,并根据事故树的定量分析提出煤层底板突水危险性评价方法;结合华泰煤矿建立煤层底板突水事故树模型,计算了煤层底板突水发生概率、基本事件概率重要系数和临界重要系数,并在量级上排序,找出预防底板突水的主要途径。结果表明:事故树定量分析法应用在煤层底板突水评价中可行、合理。     

煤层底板突水危险性分析：以唐山市钱家营矿12煤层底板为例

唐山市钱家营矿地处开平向斜南东翼,地质条件复杂,为探究钱家营矿12煤层底板突水危险性,基于矿井钻孔与水文地质资料,选取钱家营矿12煤层底板受奥灰水水压、隔水层厚度、有效脆性岩层厚度以及断层与褶皱分布作为影响钱家营矿12煤层底板突水的主控地质因素,运用层次分析法对各主控因素进行评价、构造判断矩阵、计算各主控因素所占权重、引入危险性评价模型并为所得数据选取合理的界限值,最终得到钱家营矿12煤层底板突水危险性评价分区图。研究表明:钱家营矿12煤层底板突水可能性较大,尤其是构造较为发育的东北地区,对比矿井水文地质资料,评价结果与实际拟合较好。本次研究为有效防治煤层底板水害提供了理论与技术支持。     

煤矿特大突水原因分析与通道探查技术

矿井突水灾害严重威胁煤矿的安全生产,有效防治矿井水害对煤矿安全具有特殊意义.文章以某矿工作面运输巷掘进期间特大突水事件为背景,从矿井开采实践、奥灰水位变化和水质分析结果3个方面综合确定此次突水水源为奥灰水,并根据突水实际情况,分析可能引起此次突水的导水构造,针对突水通道探查的难点制定了相应的通道探查方案.探查结果表明,2~#煤层底板以下存在一条落差为120 m的正断层,使得煤层底板与下盘奥灰含水层的间距不足30 m,剩余隔水层的厚度和强度均不足以抵抗高压奥灰水,致使巷道掘进期间,高压奥灰水突破巷道围岩,发生奥灰特大突水灾害.     

燕子山井田水文地质特征及突水安全性分析

为了分析燕子山井田石炭系主采煤层开采过程中水害条件的安全性,依据钻探和物探地质勘探手段,对井田范围内的石炭系开采煤层上覆的侏罗系采空区积水和下伏寒武系灰岩水水文地质条件进行研究。水文试验观察表明,矿区主要含水层中地下水矿化度较高,富水性差,水体径流缓慢。瞬变电磁法探测数据处理的结果表明太原组上覆侏罗系采空区有多个积水区。水文孔试验资料结果分析表明,寒武系岩溶水的水头标高均大于太原组可采煤层的底板标高,太原组5~#煤层和8~#煤层皆属于带压开采;突水系数法计算结果表明,在钻孔控制范围内5~#煤层底板突水系数整体小于0.06 MPa/m,而8~#煤突水系数整体大于0.06 MPa/m。在煤矿开采过程中,应重点防治上覆采空区积水和8~#煤底板承压水带来的矿井突水安全隐患。