Mechanism of mine water-inrush through a fault from the floor

The mechanism of mine water inrushes in coal mines in China differs considerably from that in other countries. In China, most water inrushes occur from floor strata, where the water-inrush sources are karstic limestone aquifers. Our study describes the mechanism of mine water inrushes through a fault in the mine floor using principles of strata mechanics and the path of water inrush from an aquifer to the working face. A criterion to judge whether a ground water inrush will occur through a fault or not is also described, together with a case history of water inflow in the Feicheng coalfield, China.     

基于GIS-BN技术的范各庄矿煤12底板突水态势评价

为了评价陷落柱型煤矿突水危险性,设计实施了基于GIS-BN技术的煤矿陷落柱型突水危险性评价方法,并在范各庄矿实际应用。在深入分析范各庄矿突水因素的基础上,应用K-Means算法确定并离散化了突水因素的数据,应用ARCGIS和BN结合的方法建立了针对12煤层底板突水危险性评价模型,通过BN参数学习和BN突水推理,对突水危险区域进行了区划,并对模型的模拟效果进行了分析。结果表明：突水危险区域位于矿区的西北部和东南部。西北部的高危区域属于典型的陷落柱突水区,高危区域基本上和西北部的陷落柱异常发育地带吻合;西北部广泛分布的塌陷坑在一定程度上加重了该区潜在突水的可能性;东南部危险地带,属于典型的断层突水地带,集中在F5-F8和F4-F10-F11-F12两大断层带周边地区。以上区域的突水可能性非常大,在开采时需要采取适当措施防止突水发生。评价结果的拟合率高达80%,说明GIS-BN方法对煤矿陷落柱型突水危险性评价是可行和准确的。     

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。