煤矿区矿井水水质形成与演化的多场作用机制及研究进展

煤矿开采必然产生大量矿井水,并可能引发水环境污染问题,研究并揭示矿井水的水质形成与演化机理,是煤矿区水污染防控的理论基础.矿井水的水质形成及演化过程非常复杂,受水动力场、水化学场、微生物场和温度场多场作用控制.通过矿井水水质形成的多场作用研究和文献调研,界定了煤矿区矿井水污染场地的研究范围,提出了我国矿井水水质形成的...     

山西省老空水害类型及主要特征分析

针对山西省煤矿老空层数多、面积广、积水量大,老空水害事故易发多发的现实背景,在总结45起典型老空水害案例的基础上,系统研究了山西省老空水害空间分布、事故特点、老空水害类型与防治对策。结果表明:超层越界与盲目采掘是老空水害事故的重要诱因,其透水地点、老空相对位置和老空类型分别以掘进工作面、同层、老巷为主,空间分布上大分散、小集中;以采掘区域与老空相对位置关系为依据可将老空水害划分为同层老空积水型、顶板老空积水型、底板老空积水型和防水隔离设施型等4大类,基于积水老空类型和导水通道形成机理可进一步划分为12个亚类,提出了各类老空水害的水文地质结构模式,并给出了相应的防治对策。在查明积水老空的前提下,浸水和重复采动下煤柱流变损伤及失稳、底板变形破坏、防水隔离设施与围岩稳定性、层间主关键层稳定性等是老空水害防治的关键问题。     

解析法在带压开采疏干涌水量预测中的应用

根据历年涌水量资料和大型群孔放水试验资料对刘桥二矿矿区的水文地质条件进行分析,并结合目前各涌水量预测方法原理和应用条件,采用解析法对带压开采下煤层太原组灰岩含水层疏干涌水量进行了预计.在建立预测模型、选择合适的参数进行求解后,认为太原组灰岩含水丰富,生产中应加以防范.     

隔水层采动破坏裂隙的闭合机理研究及工程应用

煤层顶底板的采动裂隙是煤矿一系列灾害事故发生的根源,对其发育及演化规律的研究对各类灾害事故的防治具有重要意义。论文借助现场超声波成像技术、室内岩石矿物成分分析以及岩石膨胀性实验等手段,分析了影响煤层顶板采动裂隙闭合的相关因素,揭示了顶板隔水层采动裂隙的闭合规律。结果表明:顶板隔水层中的蒙脱石(包括伊/蒙混层)含量越高,其膨胀程度越大;隔水层距煤层顶板的距离越大,膨胀程度亦越大;在不发生顶板结构严重破坏的情况下,当隔水层的体积膨胀率大于采动裂隙的发育率,采动裂隙将实现有效闭合。最后,通过在新安煤田水体下采煤岩体渗透性评价以及神东矿区水资源保护性开采中的工程应用,对顶板采动裂隙的闭合机理进行了验证,并取得了良好的应用效果。     

煤层采动顶板水文地质参数演化与矿井涌水量动态计算方法

为预防煤矿采掘过程中突水事故的发生,开展矿井突水预测预报尤其是涌水量的精准计算尤为重要。以目前矿井涌水量计算普遍采用的解析法(也称“大井法”)为例,针对采动顶板水文地质参数演化与矿井涌水量动态精准计算之间的矛盾问题,在进一步分析笔者团队前期研究成果的基础上,阐述了采动顶板破坏过程中涌水形成机制和水文地质参数演化规律,探索性提出了变参条件下矿井涌水量动态计算方法,并进行了工程应用与可靠性评价。研究表明：采动诱发顶板直接充水含水层的渗透系数(K)呈“稳定增加—波动变化—恢复稳定”的变化特征,水位降深(S)和影响半径(R)呈“快速增加—略微下降—恢复稳定”的变化特征;传统解析法预计涌水量时在边界条件概化、参数选取以及计算过程存在误差,论文提出了矿井涌水量动态计算方法,即考虑采空区面积、水位漏斗动态变化过程的“移动大井”理论模型,以初次(周期)垮落步距为计算单元依次概化“移动大井”,渐次计算工作面推进过程中的动态涌水量;以徐矿集团下属某矿1306工作面为例,分别开展了工作面回采过程中引用影响半径(R₀)单参数变化和引用影响半径(R₀)、水位降深(S)...     

深部开采高盐矿井水减排治理技术体系构建与实现

近年来,随着我国煤矿矿井水排放标准的不断提高,针对高盐矿井水处理及资源化利用方面的技术创新需求进一步提升。减少矿井水尤其是高盐矿井水的排放、提高矿井水的可利用性是提高煤炭生产安全、加快绿色矿山建设、促进煤炭企业可持续发展的重要保障。针对张双楼煤矿深部开采过程中面临的矿井水涌水量大、矿化度高、处理利用成本高等问题,提出了该矿高盐矿井水以“减量、储存、净化”为核心的减排治理技术体系,即：通过底板涌水封堵减量技术对已有残余涌水点进行减量封堵,从源头上减少高盐矿井水的排放;通过矿井水深层回灌储存与保水修复技术将高盐矿井涌水进行深部转移储存,助力实现矿井水“零排放”与深层地下水的保水修复;通过采空区煤岩自净与调蓄技术进行高盐矿井水的煤岩自净预处理,并进一步通过地面深度脱盐处理技术,实现高盐矿井水净化处理以及资源化利用或达标排放。同时,结合该矿的水文地质背景、矿井涌水规律以及矿井水处理利用现状,对以上技术在该矿应用实现的可行性和途径进行了综合分析与评价：通过底板涌水封堵减量技术的实施,实现了188 m³/h的底板四灰涌水减量治理;通过深层回灌储存技术,西翼采区能够实现对奥灰含...     

硬盘驱动器的冲击振动响应与控制

硬盘驱动器是计算机最重要的外存储设备。由于硬盘抗冲击振动问题的重要性和复杂性,许多研究者对此问题从各个方面进行了研究。本文从硬盘的基本结构与工作原理入手,分析了硬盘的头盘系统在冲击振动作用下的响应特点及其失效机理,并对国内外有关提高硬盘抗冲击振动性能的研究进行了较为系统的回顾与分析,最后阐述了硬盘冲击振动的控制方法和原理。     

颇具潜力的中水处理工艺"膜-生物反应器"

栏目编辑:白小莉膜—生物反应器(MBR)是在传统生物处理工艺泥水分离基础上发展起来的,在高层建筑的中水回用、居住小区生活污水资源化、城市污水资源化以及有机工业废水资源化等方面具有广阔的应用前景。尤其是它将膜分离技术与传统生物处理工艺有机结合,成为新型高效污水处理与回用工艺,更突显了建筑中水处理工艺的潜力。MBR池仍是一个曝气池,生活污水进入MBR池中与活性污泥混合液充分混合,活性污泥中的微生物用污水中的有机污染物为食料,鼓风机曝气向水中充氧,在氧气的参与下,微生物通过新陈代谢使有机污染物转化为自身的物质,或将其…     

干旱半干旱矿区水资源保护性采煤基础 与应用研究

 干旱半干旱矿区水资源保护性采煤既是一项重要的国家发展战略,也是重要的基础和应用科学研究内容之一。结合神东矿区具体地质采矿条件,从矿区水文地质结构分析、采动覆岩导水裂隙通道发育规律与隔水关键层稳定性、有隔水层区上覆含水层保水采煤方法、无隔水层区上覆含水层预疏放转移存贮等多个方面,系统地展开了对干旱半干旱矿区水资源保护性采煤的基础与应用研究工作。通过水文地质分析,将浅层含水区域分为4种水文地质结构类型,又把有隔水层区结构细分为5种隔水层结构,进而提出了5种保水采煤分区。通过现场实测、数值模拟和理论分析等,揭示了采动覆岩裂隙演化、渗流通道发育与渗流规律,并给出了隔水关键层稳定性判别条件。根据不同的地质采矿条件,提出了针对有隔水层区上覆含水层的控制隔水关键层结构稳定保水开采方法、控制采动导水裂隙闭合保水开采方法、局部支撑区域充填保水开采方法,提出了针对无隔水层区上覆含水层预疏放向采空区转移存贮水方法,并在实践中取得了良好的应用效果。     

基于事故树分析的煤矿潜在突水危险评价研究

基于事故致因理论建立煤矿突水事故模型.煤矿突水事故危险源被分为突水水源、突水通道、突水诱因和应急失效4类;建立煤矿突水事故树模型,并提出基于事故树方法的煤矿突水危险性专项评价方法.以杨庄矿及其周边6个地方煤矿为例,识别周边地方煤矿可能诱发杨庄矿发生地表洪水、太原组灰岩水等突水的4类突水事故危险源,并以此建立杨庄矿突水事故树模型,求最小割集评价最危险突水路径,利用最小径集优化最有效防治措施.研究结果表明,有306种可使杨庄煤矿发生煤矿突水的基本事件组合,防止杨庄矿突水事故发生的有效途径是加强监管,杜绝地方煤矿穿层、越界等违规操作.事故树方法可以完成复杂煤矿突水危险性专项安全评价.