煤层采后导水裂隙带探测方法探讨

导水裂隙带对煤矿防治水工作有着重要的意义。经验表明,行业内总结出的一些导水裂隙带通用计算公式并不适用于所有井工煤矿,因此导水裂隙带实测对于受煤层上部含水体威胁的煤矿具有重要的意义。文章在总结以往导水裂隙带探测的基础上,结合目前国内最新的导水裂隙带探测技术,以望云矿为例对煤层采后导水裂隙带井下实测方法进行了探讨,并设计出符合望云矿实际情况的导水裂隙带井下综合探测方法。     

新登煤矿综放开采导水裂隙带发育高度研究

煤层开采后导水裂隙带发育高度至顶板含水层和底板承压含水层,会使覆岩中的水通过导水裂隙带进入工作面,给煤矿安全生产带来重大隐患。为获得新登煤矿煤层开采后导水裂隙带的发育高度,在该矿31101工作面进行了实测研究。首先通过对井下施工的4个钻孔的钻孔漏失量,大致推导出工作面开采后的导水裂隙带高度;然后利用电视成像仪观测孔壁的裂隙,判断导水裂隙带高度;最后通过物理相似模拟实验,分析导水裂隙带发育规律。得出新登煤矿31101工作面的顶板导水裂隙带高度45.7~46.7 m;底板导水裂隙带高度5.6 m。     

开采覆岩裂隙带发育高度实测应用

为了确定8309工作面导水裂隙带高度,理论分析了覆岩弯曲带、裂隙带和垮落带特点,将裂隙带与垮落带导水裂隙带根据裂隙发育程度及渗水量划分为微小、一般和严重导水裂隙带。采用导高观测仪观测技术对8309工作面覆岩导水裂隙带进行现场实测,通过布置3个钻孔最终得到工作面导高为H=108.2m。     

导水裂隙带发育特征地震识别方法

导水裂隙带发育高度是保水采煤的关键参数,但导水裂隙带散射波、多次波发育,成像质量差,地震识别难度大,很难精确获取导水裂隙带发育特征。为进一步解决导水裂隙带地震识别问题,并揭示导水裂隙带空间发育特征,通过测井、钻探资料分析和三维模型正演对导水裂隙带的地震特征进行了研究。研究结果表明：电阻率、自然伽马、自然电位和冲洗液漏失量均能表征导水裂隙带发育高度,但单一因素解释误差较大,准确度低;谱分解、相干体、瞬时频率和蚂蚁追踪4种叠后地震属性分析能够不同程度地反映出导水裂隙带发育位置、高度特征,但只能对导水裂隙带部分部位实现较准确判断,无法准确反映导水裂隙带三维整体形态和发育特征。在综合地质、地震资料的基础上,根据电阻率、自然伽马、自然电位和冲洗液漏失量数据,利用主成分分析建立了导水裂隙带定量解释指标,通过地震属性优选、叠后确定性反演、叠前弹性阻抗反演、各向异性检测,结合裂隙指示曲线,利用神经网络反演形成裂隙指示数据体,对导水裂隙带发育高度和发育特征进行了定量描述,提出了适宜回采工作面导水裂隙带发育特征的地震识别方法,并成功识别了陕北某矿首采工作面导水裂隙带发育特征。实践结果表明：综采工作面走向方...     

导水裂缝带研究成果及研究方向

从导水裂缝带基本概念出发,分析了当前导水裂缝带研究常用的4类方法,从3个方面总结了导水裂缝带的研究成果,指出当前研究中存在的不足,并提出今后的研究应侧重影响因素的量化研究和导水裂缝带与煤层顶板突水的关系。     

软弱覆岩的两类结构模式及对导水裂缝带高度的抑制性

控制采动导水裂缝带不波及隔水层是水体下安全开采的关键.在软硬互层覆岩中的软弱泥岩和近风化带覆岩是两类典型的软弱覆岩.实例分析表明,软弱覆岩在导水裂缝带的发育过程中具有抑制性作用,近风氧化带内开采,导水裂缝带高度将显著下降;而厚层覆岩内泥岩只有赋存于导水裂缝带高度经验范围内,其抑制导水裂缝带发育作用明显.     

断层采动活化对导水裂隙带高度影响的模拟实验研究

通过物理模拟研究了断层采动活化对导水裂隙带高度的影响,实验结果表明:断层断至层位在正常导水裂隙带范围内,断层活化对导水裂隙带高度没有影响;断层断至层位在正常导水裂隙带范围之外,受断层切割的关键层因断层活化而失去控制作用,导水裂隙带将发育到上一层关键层的底部;断层断至层位高度相同时,导水裂隙带发育高度相同,但此时工作面推进方向与断层面倾向的位置关系对导水裂隙发育速度有一定影响。     

工作面导水裂隙带高度观测分析

工作面回采后上覆岩层遭到破坏,下沉形成导水裂隙,导水裂隙带高度的确定对于顶板水害的防治具有重要的意义。文中首先对导水裂隙带高度观测系统工作原理及系统构成进行了阐述,其次对回采工作面垮落带和弯曲下沉带理论计算分析,最后将导水裂隙带高度观测系统运用到回采工作面导水裂隙观测实践。研究结果表明导水裂隙带高度观测系统可以有效的确定工作面上覆导水裂隙带高度,实测结果对指导该矿防治顶板突水具有重要的参考意义。     

浅埋厚煤层工作面导水裂隙带发育高度研究

为了确定浅埋厚煤层工作面导水裂隙带的发育规律及高度,以寸草塔二矿31204工作面为工程背景,运用相似模拟试验对导水裂隙带的发育规律和高度进行了预测,运用井下分段注水和钻孔电视相结合的监测方法对导水裂隙带的发育高度进行综合确定。研究结果表明:导水裂隙带的发育随工作面开采呈动态发展,随工作面开采导水裂隙带高度增加,相似模拟试验确定导水裂隙带高度为49.7m,井下分段注水法与钻孔电视法现场监测得到的结果分别为53.0m和48.8m,最终确定导水裂隙带高度在48.8～53.0m之间。     

淮南煤田综放开采导水裂隙带发育规律研究

为了得到综放开采导水裂隙带发育规律,论文采用简易水文观测法对淮南煤田综放开采导水裂隙带发育高度进行了实际观测。通过对实测数据回归分析,得到了软弱顶板导水裂隙带发育高度计算公式。并得出结论:中硬顶板导水裂隙带发育高度明显比软弱顶板的大,综放开采产生的导水裂隙带发育高度比分层开采的大。     

王庄煤业3401采空区积水探放技术应用

针对王庄煤业3号煤层3401采空区积水问题,通过超前钻探精确掌握了采空区分布范围,根据采空区位置,设置专用钻场布置3个疏放水孔对采空区进行疏放水,通过对疏放水增量及钻孔水压监测,结果表明疏放水量增加21333.6 m 3后趋于稳定,疏放水孔水压也由1.58 MPa降低到了0 MPa左右,证明采空区积水已经疏放完毕,为矿井消除了水患影响,保证了矿井安全生产。     

新型老空底板奥灰突水: 成因机制及防控技术

针对矿井老空水害机理复杂,影响因素众多且影响程度不一的难点,提出采用多源信息融合的方法进行矿井老空水害危险性评价：根据矿井老空水害特征构建老空水害评价指标体系,对主控因素进行网格化与归一化处理;采用层次分析法计算影响老空水害危险性的各主控因素权重,建立基于多源信息融合的矿井老空水害危险性评价模型。将模型应用于乌海能源五虎山矿井老空水害危险性综合评价,结果表明,该方法合理可行。

     

综采工作面停产期间防灭火监测及管理

以长期停产的综采工作面为例,介绍了通风系统调整、封堵漏风通道、采空区蓄水、喷洒阻化剂及注氮防灭火等综合防灭火技术管理手段。以综采工作面架间温度、采空区温度,工作面架间CO,采空区、工作面回风巷CO及自然发火标志性气体为监测对象,经现场试验,综采工作面采空区及回风隅角CO浓度显著降低,综采工作面采空区温度显著降低。通过综合防灭火措施的有效实施,破坏了采空区遗煤自然发火所需的蓄热条件,杜绝了采空区自然发火隐患,取得了良好的防灭火效果,保证了综采工作面在停产期间的安全,为工作面后期正常安全回采创造了有利条件。     

瞬变电磁法在采空区勘探中的应用

玉泉煤业属于资源兼并重组整合高水害高瓦斯矿井,整合前井田内9号煤层已几乎全部开采（8号煤层踏空）,15号煤层已进行了大范围开采,分布多处大小不等的采空区,9号、15号煤层采空区内聚集了大量老空水,对矿井安全生产存在严重威胁。首采区位于原大花沟老窑采空区内,其采空区边界及积水范围不清,影响着首采面的布置及巷道安全施工。为查明首采区内的老空区边界及积水范围,在地面采用瞬变电磁法进行了勘探,基本查明了老空区边界及积水范围,并通过了井下巷道及钻场验证,对矿井老空区积水的防治提供依据和指导。     

硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙安全性分析

硫磺沟煤矿矿井涌水量中95%为老空区涌水量,防水密闭墙有效隔离了老空区与井筒的水力联系。为研究硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙的安全性,从防水密闭墙墙体厚度、抗渗性和岩体抗剪强度等方面进行了分析、验证。结果表明:硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙钢筋混凝土墙体厚度、前后加固段及有效岩柱体均满足要求,防水密闭墙安全可靠;煤层及围岩体遇水易软化,力学性质降低,不利于墙体长期稳定;使用的过程中需加强老空区水位、管道锈蚀及煤层绕流等方面的监测预警。     

基于“O”型冒落及耗氧非均匀采空区自燃分布特征

从采空区自燃温度场计算角度,研究了基于“O”型冒落压实及耗氧非均匀性采空区自燃分布特征。建立了采空区非线性渗流-多组分气体-温度场和非均匀耗氧的数值模型,该模型考虑了矿井通风和工作面推进的动态变化;给出一种按“O”型圈压实分布来描述顶板岩层冒落的模型表达式;考虑到灌浆、灌注水、喷洒阻化剂和局部风流变化等导致采空区耗氧非均匀性,构造了阻化后耗氧非均匀0-1随机变化模型;模拟结果中表明（显示）,尽管区域耗氧存在波动,阻化后的采空区整体耗氧能力在下降,表征温度有所降低,CO分布区域大大缩小,模拟结果符合现场实际情况。研究指出采空区耗氧非均匀性模型,能够解释实际采空区自燃升温的突变性和因素多变性的影响过程,成果对于工作面后方采空区遗留煤的防灭火工作起到了辅助指导作用。     

丰达煤矿水文地质条件分析与防治对策研究

急倾斜煤层覆岩破坏发育规律较为复杂,其顶板导水裂隙带发育高度不完全可控,其浅部老空老窑积水易构成较大隐患。针对丰达煤矿急倾斜的二₁煤层,矿井安全生产面临较严重的浅部老窑积水水害威胁状况,通对分析矿井水文地质条件尤其是老空水和地下水水害威胁程度,提出了“地面井下相结合、探查疏放工作持续开展、老窑灰岩水害防治兼顾”的防治对策,开展井下泄水巷结合常规钻探疏放老空水同时对寒灰水进行探查,确保浅部老空水疏干放净和寒灰水安全带压开采,为矿井安全采掘和急倾斜煤层的探查与防治提供对策。     

采空区积水对下组煤开采影响分析

为了研究采空区积水对下组煤开采的影响,以大阳泉煤矿3#煤采空区积水情况及地质条件为背景,通过计算冒落带、导水裂隙带高度和采空区积水区域底板的破坏深度,分析积水区域构造的导水性,判断老空水对下组煤采掘工作造成的影响,为正确处理老空水害,保证矿井安全生产提供依据。     

高密度电法在煤矿积水采空区探测中的应用

为查明煤矿采空区积水情况,给矿井水害防治提供依据,采用高密度电法对煤矿地下异常地质体进行探测。根据高密度电法对含水体响应敏感的特点,通过数值模拟对煤矿采空区模型进行正反演计算,总结分析不同采空区的地电响应特征,为探测分析积水采空区特征提供理论依据;对废弃采空区进行探测,共圈定了9个低阻异常区,结合已知地质、水文、采掘资料及数值模拟结果,推测低阻异常区3、4及其对应的低阻异常区7、9为采空积水所致,其余为构造含水所致。经钻探验证,推测结果与实际情况相吻合,进一步说明高密度电法是探测积水采空区的行之有效的方法。     

矿井采空区瞬变电磁法适用性研究

矿井瞬变电磁法探测以异常体与围岩的电性差异为基础进行异常区探测.文章通过改变采空区规模、含水量、位置和形状等参数构建不同数值模型,采用有限元数值模拟方法分析不同采空区模型的反映特征.模拟结果显示:采空区与围岩电性差异越大,采空区感应特征越明显;采空区规模越大、含水量越多、距离探测位置越近,形状呈"块状"与探测线圈法线越...