2008—2021年我国煤矿水害事故统计规律分析及预测研究

针对近年来我国煤矿水害威胁矿山企业安全生产的现象,通过整理国家及各省(直辖市、自治区)矿山安全监察局、煤矿安全生产网的2008—2021年水害事故资料,以数理统计的方法,从水害事故等级、时间、空间、矿井规模角度进行了分析,探讨了水害事故的发生规律,分析了原煤产量对百万吨死亡率的影响,对2022与2023年的百万吨死亡率做出了预测,并依据水害事故的特点提出了防治建议。结果表明：较大及以上等级的水害事故是煤矿水害防治的工作重点;水害事故在空间上高发于华北、东北、西南地区;水害事故在时间上高发于每年的3—4月、7—8月,每天的23∶00—1∶00,7∶00—9∶00,15∶00—17∶00,17∶00—19∶00;水害事故高发于小型矿井;原煤产量与百万吨死亡率呈长期的负相关协整关系,预计2022、2023年百万吨死亡率将分别下降至0.041与0.030。     

煤层底板破坏深度多因素影响指标分析与深度预测

为准确快捷计算煤层底板破坏深度,保证工作面安全生产以及防治水措施的制定,须建立多影响因素下的煤层底板破坏深度统计公式。通过获取的文献与现场资料,得到国内92组煤层底板破坏深度的实测结果,选取其中80组利用灰色关联度理论和多元线性回归方法分析了采深、工作面斜长、煤层倾角、采高对煤层底板破坏深度的影响权重,构建了煤层底板破坏深度的计算模型,并对其余12组实测数据进行了模型检验,结果表明：煤层采深<500 m时,各影响因素对煤层底板破坏深度的影响权重顺序为：工作面斜长>采深>煤层倾角>采高;煤层采深≥500 m时,各影响因素对煤层底板破坏深度的影响权重顺序为：采深>工作面斜长>采高>煤层倾角。基于灰色关联度理论分析,采用SPSS软件多元线性回归分析模型得到4种煤层底板破坏深度经验公式,通过预测值与实测值对比发现,预测值与实测值随煤层采深的增加具有相同的变化特点。同时,检验结果表明,煤层采深≥500 m时的绝对误差和相对误差较煤层采深<500 m时略大,但从整体来看,两类公式预测值平均绝对误差均小于3 m,平均相对误差均小于20%,预测值与实测值...     

近年来我国煤炭经济发展研究及预测

为了更加深入地分析我国煤矿安全事故发生的特点及规律,基于2008—2021年全国煤矿事故数量及死亡人数的统计数据,分别从事故发生地区、事故等级、事故类型及发生时间4个维度对我国煤矿安全事故进行分析,并对2022—2023年百万吨死亡率进行预测。结果表明：我国煤矿安全事故呈现出北方多南方少、西南地区偏多的规律;不同等级事故中,一般事故发生起数最多,死亡人数最少;重特大事故发生起数少,但是死亡人数最多;从事故类型来看,顶板事故、瓦斯事故及运输事故是我国煤矿安全事故发生的主要事故类型;从事故发生时间来看,1—3月事故起数相对较少,7—10月事故起数较多。

     

不同初始损伤程度下循环加卸围压对岩石劣化及渗流特性的影响研究

为探究巷道围岩劣化损伤规律,明晰巷道片帮突水机制,基于Rock Top多场耦合试验仪对砂岩开展常规三轴(C组)、不同初始损伤程度下常规卸围压(W组)及循环加卸围压(X组) 3种应力路径下的岩石劣化、渗流特性室内试验。结果表明：(1) X组岩石循环加卸围压初始,岩石轴向变形较侧向及体积变形发展缓慢,但循环加卸围压可导致岩石发生“应变累积”,使得X组岩石应力跌落点较W组出现“滞后”现象;(2)初始损伤明显影响岩石强度及对围压的敏感性,X,W组岩石初始损伤程度均与统一围压降参数(η)呈负相关,与应变围压增量比(λi)呈正相关,其中,X组岩石η均小于W组,λi均大于W组;(3) X,W,C组岩石均发生了明显脆性破坏,破坏形态均以剪切破坏为主,初始损伤程度较低时,X组岩石破坏程度较大,并伴随有局部宏观裂纹出现;(4)岩石渗透率受制于岩石孔隙、骨架结构及裂纹拓展发育等因素影响,X,W组岩石渗流–应变关系曲线均可分为3个阶段,一、三阶段相一致,二阶段X组岩石渗透率整体呈先波动下降后波动上升,W组岩石渗透率整体呈波动上升;(5) X组岩石渗透率波动变化随循环等级增大而趋于明显,初始损伤程度越高,该现象...     

基于断层封闭性研究评价其导水性

为进一步研究断层导水性问题,以祁东煤矿Ⅱ3采区F5,DF5-21两条采区边界断层为背景,针对具体的地质条件,在定性研究的基础上分别采用SSF,CSP,SGR综合分析法和断面正压力判别法对断层侧向及垂向封闭性进行定量研究,进而对该采区边界断层导水性问题进行评价.研究结果表明:断距为断层侧向封闭性的主要影响因素,随着断距的...     

祁东煤矿构造控水特征和地下水运移规律

以祁东煤矿为例,通过研究矿井地下水运移规律及其所在区域的构造控水特征,以期为煤矿水害的超前精准治理和区域防治提供借鉴参考。利用构造控水理论结合祁东煤矿及其所在矿区、煤田的地质构造背景,对构造控水的逐级控制作用和构造控水作用方式进行研究,结果如下：祁东煤矿基岩地层形态整体受宿南向斜控制,局部受魏庙断层等构造控制,新生界地层形态亦受到构造的间接控制;在宿南向斜控制下,矿井内或矿井外南部风化后的二叠系煤系砂岩裂隙含水层、太灰、奥灰与四含角度不整合接触;在魏庙断层控制下,在矿井南部采区部分二叠系煤系砂岩裂隙含水层含水层再次露头,与四含角度不整合接触,不整合接触使得含水层间可产生水力联系。总结分析结果,认为：(1)地质构造通过对地层形态的控制,对地下含水层水起到控制作用;(2)地质构造通过控制含水层间的接触,对含水层间的水力联系起到控制作用。为进一步验证含水层间的水力联系,利用水位变化的对比分析和皮尔逊（Person）相关系数,对放水试验期间南部采区四含、太灰和正常水位观测期间四含、太灰、奥灰的钻孔水位观测结果进行分析,得出：(1)南部采区放水试验期间,四含（SQ10-14）与太灰（ST4）水位...     

工作面上覆松散含水层注浆改造及其效果检验北大核心

为解放浅部“四含”煤柱资源,以五沟煤矿一采区1010-1工作面为试验对象,采用劈裂注浆法,连续与间歇注浆相结合的注浆工艺对“四含”及其底部基岩风化带进行注浆加固试验。结果表明:“四含”治理区岩性复杂,富水性弱,主要接受侧向区域径流补给,注浆改造工程将采用地面直孔结合定向斜孔逐排施工驱水固沙方案;混合浆液强度受制于粉煤灰掺比比例,且混合浆液强度、结石率均高于水泥净浆,粉煤灰掺量为20%时,结石率最高;浆液在“四含”中扩散极不均一,注浆过程需通过控制注浆量控制浆液扩散范围,注浆对地表影响体现在浆液扩散和压力传导,并以压力传导为主;注后取心孔样品真密度略有增大,含水率略有减小,抗压强度、抗拉强度、抗剪强度略有增大;基岩风氧化带注浆后岩层抗压强度随采样深度增加呈现先增大后减小再增大的趋势,其抗压强度增强约2~5倍。