煤矿水害监测预警GIS平台研发及应用

矿井水害作为煤矿的重大灾害之一,由于其隐蔽性较强,难以预测和防治。针对现有煤矿预警方法和预警平台在时空数据规范化和一致性、数据接入和更新的易操作性、数据分析和应用的智能性、灾害预警的时效性和准确度等方面存在的不足,提出了基于GIS的煤矿水害监测预警方法,设计了矿井—公司两级水害预警GIS平台架构、空间分析、网络分析、叠置分析、相关分析和超前预测预报计算模型和分布式服务计算策略,开发了含矿井和公司两级的煤矿水害监测预警GIS平台,实现了宁煤公司及其16对矿井基础地理、水文地质和水害监测的信息共享和融合分析,提高了煤矿水害预警的准确性和可靠性,实现了煤矿水害预警和应急管理的自动化和智能化,为煤矿水害的有效防治奠定了技术基础。

鸳鸯湖矿区地下水化学特征与成因分析

为了查明鸳鸯湖矿区地下水化学特征与成因,给矿区内矿井水害防治工作提供依据,对矿区内第四系、白垩系、直罗组、2~6煤间、6~18煤间、18煤以下含水层的水文地球化学进行分析。结果表明:地下水阳离子以K^(+)+Na^(+)为主,阴离子以SO_(4)^(2-)和Cl^(-)为主,并且这4种离子也是TDS的主要来源;第四系含水层地下水主要受到岩石矿物的风化溶滤作用的控制,其他含水层地下水均受到不同程度蒸发浓缩的作用;由地下水氯碱指数可知各含水层均存在不同程度的阳离子吸附作用,由深部18煤以下含水层至浅部第四系含水层氯碱指数逐渐减小,阳离子吸附作用不断加强,Ca^(2+)和Mg^(2+)含量不断下降,各含水层地下水均受到不同程度脱硫酸作用的影响;通过离子比值分析,各含水层地下水水化学成分主要来自岩盐的溶解,其中Ca^(2+)和Mg^(2+)来自硅酸盐和蒸发岩的溶解;从同位素分析可以发现第四系水的补给来源主要为大气降水,蒸发导致直罗组和2~6煤间延安组地下水中富集重同位素,各含水层之间存在不同程度的相互转化,并且接受其他水源的补给。

基于改进博弈论的砂岩含水层富水性评价

含水层富水性评价是矿井涌水量预测与水害防治的重要基础。以清水营煤矿为例,选取砂岩等效厚度、砂岩岩性系数、脆塑岩性比、岩芯采取率4个主控因素,应用模糊层次分析法与坎蒂雷赋权法,结合改进的博弈论确定组合权重,构建了顶板充水含水层富水性预测模型,对直接充水含水层富水性做出分级分区预测。富水性评价结果将研究区划分为弱富水区、中等富水区、强富水区,并与钻孔涌水量资料进行对比验证,富水性分区结果合理。本文采用博弈论方法将模糊层次分析与坎蒂雷法所求得的主客观权重相结合,获取更为准确的评价结果,对研究区煤层上覆含水层富水性进行评价,为矿井超前探放水提供参考依据。

地测防治水管理信息系统在煤矿生产管理中的应用

地测防治水管理信息系统的建设,改变了神宁煤业集团地测防治水技术信息的管理模式,简化了图纸、报表等报审流转环节,实现了图纸的自动化办公管理,报表的自动生成和汇总,地质、测量、防治水报告的资源共享。本文介绍了地测防治水远程管理信息系统的功能结构、工作流程,对此系统的要求及应用特点等。实践证明,此平台的应用,不仅为矿井安全生产提供重要的保障,而且节省了人力物力,提高了经济效益。

两种物探技术在金凤煤矿北部采区水文地质勘探中的应用

金凤煤矿是神华宁煤集团马家滩矿区规划的4个大型矿井之一,根据金凤矿井的采掘接续设计,未来3~5年主要开展北部采区生产工作,北部采区内分布有冯记沟1~#、2~#井采空区。该采空区积水范围、积水量不明,现有的水文地质资料不能满足井田接续采区安全生产及下一步矿井防治水工作的需求。根据地层岩石物性特征,选择瞬变电磁法和可控源交流充电法两种物探技术配合,通过钻探验证(布置了4个钻孔),不但较准确地圈定出积水采空区的边界和分布范围,还探查出各含水层的富水性等其它地质现象。为矿井防排水系统的设立和综合防治水体系的构建,提供依据和基础资料,确保矿井安全生产。

汝箕沟无烟煤分公司010202渣台火区探测技术应用

神宁煤业集团汝箕沟无烟煤分公司白芨沟采区010202煤层条带将于2014年开始回采,其对应地表井田南翼堆积有灭火工程剥离的矸石渣。此渣台因长期蓄热氧化升温,形成渣台火区,对010202工作面的安全开采构成危险。因此,采用"同位素测氡、红外热成像与打钻探测相结合"的探测方法,对010202渣台火区圈定出2个温度异常区域和1个燃烧区域,并对其采取"剥挖移除"和"蓄水渗灌、打钻注浆、黄土覆盖"的治理方法。经过1年多的治理,消除了010202渣台范围内的高温点和明火区,有效地控制了地表渣台有害气体漏入010202工作面,避免了010202工作面受渣台CO气体的危险,确保了矿井安全生产。

任家庄煤矿九层煤可采性分析研究

为了缓解任家庄煤矿采掘接续紧张局面,根据前后2份《煤炭勘探报告》显示同煤层(九煤层)含硫分情况差异较大,为分析、研究任家庄煤矿九煤层含硫分及沉积环境等情况,此次补勘采用地质钻探、数字测井、井巷工程采样及化验,结合周边矿井钻孔资料等综合勘查手段重新认识、分析了九煤层的煤层结构、厚度变化,煤类、煤质特征及工艺性能,并对九煤的硫分重新进行评价,估算了九煤煤层的资源/储量。通过本次补勘工作,不仅分析了九煤煤质及沉积环境等因素,同时增加九煤的保有资源储量8352万t,不仅解决了任家庄煤矿面临停产的现象,而且使矿井扭亏为盈,提高了经济效益。

地测空间管理信息系统在神宁集团的应用分析

地测工作是煤矿开采的先行军,实现地测数据与图形的实时网络管理与查询,是煤矿企业领导监督管理的重要手段。地测空间管理的信息系统主要是基于GIS理论与技术方法,并围绕煤矿地质、测量专业数据处理、分析等业务需要,设计与研发的专业型地理信息系统。系统整体上分为矿井地测空间管理信息系统与基于Internet的地测综合信息系统。该系统完成了神宁煤业集团所有矿井钻孔原始数据的输入和地测专题地图的数字化处理,在地测工作中发挥了重要作用,不仅为矿井安全生产提供了重要保障,而且降低了生产成本,提高了经济效益。

宁东煤田鸳鸯湖矿区煤层顶板水害防控技术与应用

为了避免宁东煤田鸳鸯湖矿区矿井发生顶板水害事故,对浅部煤层顶板含水层进行了富水性评价、涌水量预测和顶板水疏放效果评价和系统研究。提出了基于地质钻孔水文信息的含水层富水性分区方法,选取影响直罗组下段含水层富水性的6个评价指标,分析各评价指标与钻孔单位涌水量之间的相关关系,借助语气算子比较法确定各指标的权重,利用三角形隶属度函数构建了模糊评判矩阵,采用模糊综合评判法对直罗组下段含水层富水性进行了分区。充分考虑了顶板砂岩含水层的水文地质特征,提出了静储量结合动态补给量的工作面涌水量预测方法;根据矿井涌水量组成和变化特点,提出了基于时空分区的矿井涌水量动态预测方法;利用顶板水疏放的水量观测值,结合工作面静储量和动态补给量预测值,提出了工作面疏放水效果“双指标四因素”定量化评价方法。结果表明:基于地质钻孔水文信息的含水层富水性分区方法、静储量结合动态补给量的工作面涌水量预测方法,基于时空分区的矿井涌水量预测方法和顶板水疏放效果定量化评价方法可以对顶板水害起到有效的防控作用。

浅析气动潜孔锤钻进技术在钻探中的应用

通过对神华宁夏煤业集团公司汝箕沟矿区地面防灭火钻孔及部分瓦斯抽放钻孔采用气动潜孔锤钻进工艺施工,总结出了气动潜孔锤施工的工艺优点和技术参数,从而提高施工效率,减少钻进事故。

综放工作面顶煤损失及回采率的计算

分析综放开采工作面放煤特点,找出顶煤损失的原因、形式、数量等规律,正视综放开采顶煤损失具有必然性、可控性和控制的局限性这一客观事实,对统一认识、明确方向、提高回收率,促进综放健康发展具有重要的现实意义。