韧性视角下华北型煤田底板承压灰岩水原位保护技术研究

目的为推进保水开采技术高质量发展,有效解决华北型煤田底板承压灰岩水原位保护问题,方法根据扰动下系统韧性演化特征,从韧性抵抗力、恢复力和适应力出发,分析煤层底板在采动和承压水影响下由抵抗到恢复及再适应的全过程。基于“精准、高效、全面”的核心内涵,构建以“治理靶区精准确定、多分支井高效注浆、保水效果全面评价”为主体的华北型煤田底板承压灰岩水原位保护技术框架。结果结果表明:治理靶区精准确定包括垂向层位确定和横向靶位确定;多分支井高效注浆包括定、钻、注3个步骤;保水效果全面评价包括底板岩层注浆效果评价和水资源承载力恢复评价。根据底板破坏深度和临界隔水层厚度计算,确定底板注浆垂向层位,根据关键指标参数探测和脆弱性指数模型计算确定底板注浆横向靶位,形成底板注浆靶区的量化确定方法并开发相应的软件系统。多分支井注浆结合随钻定向技术,对相关裂隙等进行注浆封堵,减少直井段数量,提高钻井效率。针对保水开采中“安全开采”和“水资源保护”理念,提出基于底板岩层注浆效果探测和水资源承载力恢复监测的原位保水效果评价方法。结论在安徽某矿进行工程应用,保障底板承压灰岩水上开采煤层安全性的同时,兼顾矿区经济效益与生态环境发展。研究结果完善了承压水上保水开采技术体系,为后续研究及现场应用提供借鉴。

茅口组灰岩水对其上覆15^(#)煤层开采影响研究

金沙县龙潭组底部15^(#)煤层平均厚度1.81 m,为全区可采的稳定煤层,但因受其下伏茅口组灰岩水的影响迟迟没有开采。通过研究金沙县茅口组灰岩水富水特征,采用突水系数法,结合15^(#)煤层与茅口组灰岩之间的隔水层情况,分矿区研究了茅口组灰岩水对其上覆15^(#)煤层的影响程度。通过开采实践,例证了研究成果的准确性。

矿井瞬变电磁法在整合矿井老空及灰岩水探测中的应用

采空区积水是引起煤矿水灾的重要因素,为防止工作面开采时采空区积水,采用瞬变电磁法对其前部进行检测,根据检测结果进行相应的防治,从而实现排除安全隐患的目的。以由原左云县毛官屯煤矿和原左云县水窑乡大路坡村韩家洼煤矿兼并重组而成的整合矿井为案例,基于该矿井的实际情况,利用矿井瞬变电磁法,探测采场上部老空区域内存在的老空水、灰岩水等情况,结合探究结果找出异常区,并对异常区进行探放,从而有效地解决采煤工作面的水害隐患问题,确保采煤工作面的安全。

基于Visual Modflow的煤层底板灰岩水疏放性分析

根据卧龙湖煤矿首采区的水文地质概念模型,应用Visual Modflow软件对该区进行了地下水流数值模拟分析。模型的识别与检验表明,所建模型能够较好地反映当地的实际水文地质条件。此外还分析了卧龙湖煤矿首采区10煤层底板太灰水的疏放效果,为进行首采区10煤层底板太灰水的防治设计提供了依据。

沁水盆地南部15号煤层和顶板K2灰岩水文地球化学演化特征

针对煤层气井产水量大、降压困难、产气效果不佳等问题,基于沁水盆地南部煤矿15号煤层顶板K2灰岩水以及15号煤层气井水矿化度和离子数据,利用统计、对比方法,系统研究两者的水化学成分特征、类型、成因机理,建立了地层水演化模型,系统阐述灰岩和煤层水在补给区、径流区、滞流区发生的各种反应和作用。研究结果表明:K2灰岩水和15号煤层水会发生离子交换、混合作用及CO2作用,在补给区和强径流区,K2灰岩水水型以Ca-Mg-HCO3-SO4型为主,煤层水水型以Na-HCO3-SO4型为主;缓径流区K2灰岩水一般为Na-Ca-Cl-HCO3型,而煤层水以Na-Cl-HCO3或Na-HCO3型为主;滞流区K2灰岩水和煤层水水型相同,为Na-HCO3或Na-Cl-HCO3水型。研究结果为15号煤的煤层气开发提供可靠的水文地质依据。

淮北下组煤底板灰岩水现状及防治措施

在对淮北煤田几对生产矿井资料研究的基础上,分析了下组煤底板灰岩水充水因素及其突水的可能性,表明灰岩水对淮北煤田安全开采有着重大的威胁,提出了灰岩水突水防治措施,同时也指出了目前矿井突水预防理论及措施上存在的不足。

袁店煤矿101采区灰岩水综合防治技术

为解决袁店煤矿101采区开采下组煤时受底板灰岩水害的影响,采用物探、钻探并结合工程试验的思路,进行灰岩水综合防治技术设计,为101采区安全回采提供可靠依据,为相似情况的矿区下组煤开采提供借鉴。

淮南矿区A组煤底板灰岩水防治及潘二矿突水事故原因分析

为了有效地防治矿井煤层突水,针对淮南矿区水文地质条件下的水灾特点,采用理论分析和工程实际相结合的方法,尤其以具体煤矿煤层突水实例为研究对象,做有针对性地具体统计分析,以确保研究结果符合本地区矿区实际情况。通过对淮南矿业集团潘二矿12123底抽巷联络巷突水事故的突水水源、突水通道及补给水源的研究分析,总结采取的探查方法和治理突水灾害措施优缺点,借鉴淮北矿区治水技术体系,得出了淮南矿区灰岩水防治更好的区域防治水的探查方法及治理措施。

井下电法在桃园煤矿灰岩水防治中的应用

桃园煤矿灰岩的富水性极不均一 ,富水区域的发育与断裂构造不存在对应关系 ,根据水文地质资料很难确定灰岩内部的岩溶发育区。井下电法在桃园矿二采区的成功应用 ,表明井下电法能够较好地查明岩溶发育区 。

淮南矿区底板灰岩水电法探测模拟实验研究

在淮南矿区,A组煤底板灰岩水一直是威胁煤炭生产的主要安全隐患,因此准确探、放底板灰岩水对该区煤矿安全生产具有重要指导意义。通过分析淮南矿区前期地质勘查资料,以潘二矿V东02孔和C3-Ⅲ孔典型剖面为依据建立了三层状数值模型,模拟该区底板含水异常体。在改变装置类型及测线极距条件下,利用电阻率及极化率两个电性参数进行数值模拟研究。数值模拟结果表明:异常体深度相对较深或电极数量有限时,优先选用三极装置;采用小电极距可以有效提高垂直分辨率;极化率对异常体响应程度弱于电阻率。同时为提高研究程度,建立了室内工程场地模型,并选择温纳三极装置进行实验,结果表明,视电阻率和视极化率的大小与水量的关系比较明显,该方法有助于对底板灰岩水的评价。

淮南煤田构造对灰岩水赋存控制研究

为了研究淮南煤田断裂构造对灰岩水赋存的控制特征,分析淮南煤田不同期次构造的导水性差异,根据不同构造对地下水的控制作用不同将淮南煤田构造分为三个级别,详细分析了这三个级别构造的特征及其对灰岩水的控制作用。根据第二级控水构造特征将淮南煤田水文地质单元划分为三个分区,重点分析了各区水文地质特征,同时提出了相应的水害防治对策,即在主要开采区域中区,其防治水工作要以疏为主,疏堵结合,断层和陷落柱是重点防治区域。

并行三维电法在底板灰岩水防治工作中的应用

恒源煤矿6煤层工作面受底板灰岩水影响,在比较多种物探方法的基础上,引入并行三维电法对II6111工作面在注浆前探查底板相对富水区,在钻孔注浆加固底板后进行注浆效果检验。结果表明,该法对底板电性变化反映灵敏,对相对富水区的探测准确率高。探测成果有效指导了该面的底板灰岩水防治工作,确保了工作面安全回采。

高承压灰岩水上煤层开采可行性评价

八矿寒武系灰岩含水层距己16.17煤层约80m,二水平己组煤层安全开采时将受到约3.9MPa水压的影响。为确保安全带压开采,采用经验与理论计算分析了己组煤层开采时底板岩层破坏变形情况,对底板灰岩水的突水性进行评价分析,得出隔水层厚度在80m左右时己组煤层可以实现带压安全开采。在正常疏水降压的基础上,采用瞬变电磁仪探测隔水层厚度变化,在隔水层变薄的情况下采取底板注浆等措施实现安全开采。

新庄矿井下灰岩水综合防治与利用

通过对区域水文地质条件、矿井充水条件、二2煤底板太原组灰岩水含水层、隔水层及断层导富水性的分析,确定新庄煤矿二2煤-600～-700 m水平采煤有底板突水危险性。在此基础上,对矿井太原群灰岩岩溶水采取局部疏水降压、带压开采和底板加固等方法进行综合防治;同时,利用井下灰岩承压岩溶水替代由地面通过管路向井下压水作为井下降尘、生产用水,在保证安全生产的同时,取得了较好的经济效益。

同位素示踪技术在潘北矿太原组灰岩水水化学特征中的应用

潘北矿深部煤层开采工作面突水水源主要来自第四系松散层水、煤层上覆顶板砂岩裂隙水和下伏底板太原组石灰岩水、奥陶纪和寒武纪白云岩水。为了探讨太原组石灰岩水与其它水体之间的水力联系。采集潘北矿主要含水层水样品25件,采用MAT 253同位素质谱仪测试样品中氢氧同位素值,研究结果表明:(1)太原组石灰岩水主要表现为三种水质化学类型;(2)太原组石灰岩水的氢氧同位素含量差别较大;(3)太原组石灰岩水的主要补给源为地表水体和深部古水。

深部煤层底板灰岩水防治体系的构建——以平煤东部三矿为例

在对断层复杂程度和突水危险性分区评价的基础上,提出了平煤东部三矿二组煤底板灰岩水的防治体系。研究区断层构造整体上较为简单,二组煤开采寒武灰岩水突水危险性较小。灰岩水治理基本以疏放为主,由此提出二组煤水害防治体系,由防治技术、防治工程、技术保障系统和矿井水资源化与矿区水资源优化配置4个子系统组成;技术保障系统是基础和保障,防治技术是手段,防治工程是核心,矿井水资源化与矿区水资源优化配置是发展方向。本防治体系的实施可以解放受承压水威胁煤炭资源476万t,底板水压下降0.3 MPa(到2020年底),完全实现二组煤的安全生产和矿井水的资源化利用。

浅谈底板灰岩水的突水危险性分区

华北型煤田防治水工作难度很大,多数煤矿水害事故都与灰岩水有着直接或间接的关系,借鉴煤层瓦斯突出危险性分区的做法,提出并介绍了灰岩水突水危险性分区概念,创立了一种新的防治水技术管理平台,对煤矿底板灰岩水防治工作具有较好的指导作用。

淮南谢桥煤矿1煤层底板太原组灰岩水化学特征研究

谢桥煤矿1煤层底板太原组灰岩水(或称"太灰水")是煤矿开采过程中影响较严重的含水层,通过对该层水样的采取,明矿区地壳岩石是地下水微量元素的主要来源;太灰水中稀土元素分布以轻稀土亏损、重稀土富集为特征,且有明显的Eu正异常和Ce负异常。

平顶山矿区灰岩水防治技术应用

为了根治矿区一、二煤组底板灰岩水害,杜绝灰岩承压水突水事故,平煤广大防治水工作者经过3年多艰难探索与实践,摸索出了一条适合矿区水文地质条件的灰岩水防治之路。通过对矿区水文地质条件分析研究,划分出水文地质单元,根据不同的水文地质单元制定相应区域治理方案,并实施灰岩水区域联合治理,取得了良好的疏水降压效果,对于类似条件的矿区灰岩水防治工作提供了良好的借鉴和指导作用。

新峰四矿底板灰岩水对二_1煤开采突水性的影响

文章针对新峰四矿的水文地质条件,分析底板岩石厚度和岩石力学性能对二1煤开采突水性的影响,结论为:底板隔水层平均厚度满足抵抗寒武系灰岩水水压要求,但需注意隔水层急剧变薄,断层、烈隙发育等薄弱结构是易发生突水的部位。