煤矿底板潜在突水危险区微震识别研究

为提高微震数据后期分析的直观性,便于对回采过程中底板潜在突水危险区的分析与识别,利用聚类分析法对某煤矿微震事件的时空分布进行了分析,结合现场开采活动,有效区分了微震事件聚集区。通过理论计算与数值模拟获取正常采动影响下顶底板破裂高度,对比研究微震事件聚类分析结果,将该矿微震事件分布在垂直方向上划分为高位异常区、正常影响区和低位异常区。结合现场工程地质概况与涌水量资料,确定低位异常区即为底板潜在突水危险区。利用研究结果,最终构建了底板潜在突水危险区微震识别的一般模式。

煤矿突水危险区疏干涌水及其对地下水流场的影响分析

以鄂尔多斯盆地西南部某井田为研究对象,在煤矿突水危险性分析的基础上,构建煤层开采冒裂带波及上覆强含水层的矿井涌突水预测的地下水三维流数值模拟模型。预测结果表明,煤层开采形成的导水裂隙带是否导通强含水层以及导水裂隙带的渗透性能强弱,对矿井涌突水量以及地下水渗流场影响的差异较大;当导水裂隙带渗透系数小于0.001 m/d,基本为原地层的正常渗透水量;当导水裂隙带的渗透系数大于0.01 m/d,反映原地层遭受较大破坏,矿坑初期涌水为突水量,后期涌水接近稳定涌水量,涌突水对强含水层地下水降深以及流场都影响很大。

基于Surfer的煤层底板突水危险性评价

以平禹一矿为例,以同样具备GIS的空间信息叠加功能,但普及度比GIS高和使用便捷的Surfer软件为平台,建立了评价底板突水危险性的脆弱性指数层次模型和突水系数模型。评价结果显示,平禹一矿二1煤层底板标高-60m以浅属于安全区,不受底板灰岩水的影响;标高-60^-400m且不受断层影响的区域属于突水威胁区,带压开采时存在突水隐患;标高-400m以深及标高-60^-400m范围的断层带属于突水危险区,带压开采时底板突水危险性很高。平禹一矿对突水威胁区和危险区的灰岩水害进行了综合防治,使矿井在极其复杂的水文地质背景下,连续10年实现了高效、安全生产。

陕西省府谷矿区某井田首采区奥灰突水危险性评价

长期以来,因煤矿水害而造成的国家和人民生命财产及经济损失极为惨重,尤其在矿井带压开采时,采矿破坏了底板隔水层的完整性、抗压强度及隔水能力,可能形成人工裂隙通道,导致下部承压水涌入井巷造成突水。因此,预测煤矿突水危险性尤为重要,本文以陕西省府谷矿区某煤矿首采区为例,采用突水系数法对奥灰突水危险性进行评价。利用井田内各钻孔资料及试验数据,对井田首采区7、8、9-1、9-2、10-1、10-2、11号煤层进行了底板突水系数计算,采用突水系数法对井田各煤层突水危险性进行分区并评价,指导井田在带压开采区安全开采。

兖州煤田侏罗系红层充水特征及其水害防治

通过对兖州煤田侏罗系红层含水层微观含水结构的分析,总结了红层含水层充水特征,提出了防治水害的建议。

基于断层影响因子与断层分维特征的断层突水危险性定量化分析

断层是诱发矿井突水事故的重要影响因素,新汶煤田受奥灰岩溶突水威胁严重,针对断层诱发突水问题,在系统总结新汶煤田矿井断层构造分布特征基础上,建立了断层对奥灰岩溶突水影响定量化分析体系。引入断层影响因子概念,对底板突水危险性进行了定量分析;采用非线性理论对煤矿地质构造发育特征进行定量化研究,揭示了矿井断层分维特征,提出了断层分维特征及其对突水影响危险性分区的原则及方法。采用断层影响因子等值线和断层分维等值线相互融合技术,得到新汶煤田协庄煤矿奥灰岩溶裂隙分布规律。根据不同单元岩溶的富水性,圈定出煤层突水危险区,对煤炭开采防治突水灾害具有指导意义。

基于疏放技术的水热灾害治理及地热水资源利用

基于平煤八矿西大巷井下瞬变电磁和直流电法所划定的寒武灰岩含水层富水异常区,结合己组煤底部到寒武灰岩顶部的隔水层厚度和八矿地温梯度的分布特征,在西大巷底板设计并施工了7眼深度150 m的疏放寒武灰岩地热水钻孔。7眼疏放孔总涌水量300 m3/h,涌出地热水温度50℃。疏放的结果使得八矿突水系数>0.06 MPa/m的突水危险区每年减少5 480 m2,疏放的地热水引至地面后可用于洗浴、生活、游泳和取暖,每年可节约资金或增加收入2 600多万元,并且环境效益显著。