高矿化度矿井水磁化配浆及在巷道过断层中的应用

为保障构造复杂区大巷安全快速掘进,超前对断层及其破碎带进行注浆加固。通过室内实验研究了高能磁和高矿化度矿井水对黏土、水泥浆液性能的影响。依据钻孔探测结果采用分类注浆技术,对断层及其破碎带进行了实践加固。结果表明：通过高能磁和高矿化度矿井水对浆液改性,可以提高黏土浆液的抗渗性约1个数量级,缩短水泥浆液初凝时间43min,提高水泥试块抗压强度30.8%-31.1%。对断层破碎区以改性水泥浆液注浆加固为主,对断层相对完整区以改性黏土浆液注浆封堵为主,对断层-巷道交汇区以化学浆液注浆为主的分类注浆技术有效保障了大巷安全快速通过断层。研究成果为构造复杂矿区巷道过断层提供了借鉴。     

承压水矿区切顶沿空留巷底板破坏理论与应用

为了研究承压水体上切顶沿空留巷底板破坏特征,基于矿山压力、弹性力学理论,考虑了沿空留巷条件下沿倾向方向上一个工作面顶板提前垮落对上覆岩层的支承作用,分别构建了周期来压时采场底板力学计算模型,理论计算采后底板分别在走向方向与倾向方向的破坏形态;采用钻孔压水试验与直流电法观测等多种实测手段验证了奥灰承压水体上开采底板破坏深度。研究表明:(1)理论计算采后底板沿工作面走向和倾向破坏形态:常规留设煤柱开采方式分别呈"勺形"和"倒马鞍形"、切顶沿空留巷开采方式均为"勺形";(2)常规留设煤柱开采方式底板破坏深度最大位置在工作面超前位置,切顶沿空留巷开采方式底板破坏深度最大位置在沿空留巷侧;(3)理论计算切顶沿空留巷开采较常规留设煤柱开采最大底板破坏深度减小1.8 m,减小百分比为13.8%,现场实测中切顶沿空留巷工作面底板破坏深度分别比条件相近的采用常规留设煤柱方式开采的董家河煤矿22507工作面、王村煤矿13506工作面底板破坏深度分别减小了2.06 m与1.86 m,减少百分比分别为19.1%与17.5%。理论计算与现场实测均表明切顶沿空留巷开采较常规留设煤柱开采方式底板破坏深度有着明显的减...     

董东煤矿矿井充水因素分析及水害防治

针对董东煤矿两层煤开采过程中同时受到顶板水害及底板奥灰水害的影响,在分析水文地质特征的基础上,采用理论公式计算、数理统计及模型预测等手段综合预测分析了两层煤开采导水裂隙带发育高度及底板破坏带发育高度,从而进一步分析了两层煤开采的主要水害类型及充水通道,对两层煤底板奥灰水带压开采进行了评价,并提出相应的防治措施。     

深部带压开采黏土基底板注浆材料改性研究

煤炭深部带压开采常规注浆防水材料难以满足工程需求,为此开展底板注浆防治水材料改性研究。以澄合二矿为研究背景,分析了深部带压开采的特征及配套浆液改性方向。对黏土基注浆材料采用高能磁场、高矿化度矿井水改性,通过室内对比实验研究了改性黏土基注浆材料关键指标变化规律。并通过工程检验其可行性。研究结果表明:深部带压开采需要扩散性更好、抗压强度更高、价格低廉、环境友好的注浆材料;高能磁场联合高矿化度矿井水改性的黏土基浆液抗压强度最大提高32.56%,黏度最大降低13.73%;工程应用降低工作面涌水量约50%,费用降低约20%,每年减少矿井水排放约4万m3。研究成果为深部带压开采提供了新的材料。     

韩城矿区象山矿井奥灰水化学特征

以水质分析、岩石化学组成检测资料为基础,分析了韩城矿区象山矿井奥灰水质的赋存与分布等水文地质背景,重点研究了水化学组分特征。结果表明:对水质类型划分、TDS含量变化贡献最大的为SO42-,Cl-,Na+,Ca2+,Mg2+,其绝对含量随含水层段的埋深而增加。水化学组分垂向上差异,由介质石膏含量及其溶解作用决定。在象山矿井深部奥灰水水动力条件较浅部活跃。     

高灵敏度地下水流速流向观测系统在地质灾害监测预警领域的应用

陕西煤业化工技术研究院"矿井地质保障技术研发室"成功研制了基于显微成像技术的地下水流速和流向观测系统。该系统利用图像粒子跟踪测速(PTV)算法分析水中颗粒物质的运移速度,通过概率统计分析判别得到地下水最终的流速和流向信息,测量灵敏度高,无测量下限,该系统分为单孔测量版和群孔监测版。可以应用于水文地质勘查、开采活动中重大水体监测、突水溃沙灾害监测预警、滑坡灾害监测预警等多个跟地下水体相关的测量、监测、预警领域。     

煤矿斜井无轨胶轮车安全防护装置研究进展

矿井运输是煤炭生产过程的重要环节,矿井下煤炭辅助运输也起到了十分重要的作用。无轨胶轮车作为矿井下辅助运输的主要运输车辆,在斜井运输过程中事故频发,对无轨胶轮车的安全防护装置进行研究显得尤为重要。无轨胶轮车防护装置包括刚性和柔性挡车装置,刚性挡车装置由于其对无轨胶轮车损伤过大而逐渐被柔性挡车装置所取代。随着科技的发展,柔性挡车装置与纳米吸能材料相结合,得到的新型纳米吸能行车防护装置逐渐受到人们的青睐。近年来互联网技术与无轨胶轮车安全防护装置的结合趋于成熟,可以预见煤矿智能化防护和管理是未来的发展趋势。     

湘东北早寒武世石煤中稀土元素赋存特征

湘东北早寒武世石煤中伴生有多种稀有金属元素,开发利用潜力巨大.结合石煤及稀土元素特点,设计了一套适用于石煤稀土元素赋存状态分析的实验方法.分析了五种不同赋存状态中稀土元素含量分配、分布模式、地化参数等方面特征,认为湘东北早寒武世石煤中稀土元素含量中等(98.6 μg/g～229 μg/g),总体较富集轻稀土元素.石煤中...     

砂岩微观孔隙结构类型及其对含水层富水性的影响——以柠条塔井田为例

砂岩的微观孔隙结构特征决定了砂岩含水层的富水性、渗透性,砂岩含水层富水性预测是矿井防治水必须首先研究与解决的重要问题。以陕北侏罗纪煤田柠条塔煤矿为例,分别采集直罗组3块、延安组4块不同岩性典型砂岩样品,通过运用普通薄片、铸体薄片、高压压汞、核磁共振等实验测试技术,结合Matlab图像分析功能,研究了不同时代地层、不同岩性砂岩微观孔隙特征,联合高压压汞与核磁共振法获得孔喉半径分布,综合砂岩微观孔隙结构测试结果,将孔隙结构按照孔喉大小、分布及连通性的好坏依次划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3种类型,对比钻孔抽水试验成果的钻孔单位涌水量,分析了砂岩微观孔隙结构与富水性之间存在的关系。研究结果表明:Ⅰ类孔隙结构较Ⅱ,Ⅲ类孔隙结构的粗粒与中粒砂岩比例高、排驱压力小、T₂谱主峰的位置靠后;高压压汞与核磁共振所得孔隙半径分布基本一致;相同地层时代相同岩性条件下,风化程度越强,富水性越强;相同地层时代不同岩性条件下,粗、中粒砂岩较粉砂岩富水性强;不同地层时代相同岩性条件下,直罗组微观孔隙结构较好的Ⅰ类孔隙结构富水性强于延安组微观孔隙结构较差的Ⅱ类孔隙结构。