唐家会矿地下水化学特征及其在断层导水性识别中的应用

为了识别鄂尔多斯盆地北部唐家会矿DF1断层导水性,预防采掘工作面突水事故的发生,通过采集唐家会矿二叠系砂岩水、奥陶系灰岩水(奥灰水)共36组水样,利用Piper图、离子比例法及饱和指数法研究矿井地下水化学特征及成因,并基于水化学特征分析断层导水性。结果表明,砂岩水化学类型为Cl·HCO_(3)-Na型和Cl-Na型,奥灰水化学类型为Cl-Na型。砂岩水和奥灰水中Na+主要来源于岩盐与硅酸盐岩的溶解;奥灰水中方解石处于平衡和过饱和状态,白云石处于未饱和状态,并发生了阳离子交换吸附。随着与DF1断层距离的减小,61101工作面底板注浆孔涌水TDS增加;11-4#孔涌水随着时间延长,Cl^(-)逐渐增加,表明钻孔涌水中奥灰水的混合比例越来越大,DF1断层在该区段为导水断层。

越南矿业投资风险分析

越南矿藏比较丰富,大部分矿藏资源至今尚待开发。我国在矿产开采冶炼加工方面有较高的技术水平和雄厚的技术力量,中越双方在该领域有着广阔的合作空间。中国矿业企业正实行"走出去"战略,积极在越南资源开发领域寻求投资合作机会,但是,由于越南矿业政策法规频繁调整,矿产资源对外投资不确定性增加,使得中国企业参与越南矿产资源配置的风险持续扩大。本文试图为中资企业提供越南矿业投资环境的基础信息,针对越南的相关矿产信息、政策法规及投资风险等问题查阅了相关资料,对比分析了其新旧矿业法案,并针对越南矿业投资市场的投资风险和投资机会采用层次分析法对影响矿业投资的各因素进行了分析,以便对越南投资环境风险有一个好的了解,更好地参与越南矿产品市场。

煤矿中不同陷落柱地震正演研究

陷落柱的准确识别对于煤矿安全开采有重要意义。为了研究不同陷落柱的地震响应特征,使用地震波场正演模拟有限差分方法,结合陷落柱在实际地质条件下的参数,建立不同内部构造和不同尺寸的陷落柱模型,然后使用子波模拟地震激发,得到不同的单炮记录,将这些单炮记录经过处理得到水平叠加剖面和叠后偏移剖面。综合对比分析这些剖面上的波组特征以及与陷落柱的对应关系,得到内部构造不同陷落柱的特点以及不同尺寸陷落柱在地震剖面上的响应特征。

地面定向水平钻技术在地质异常区探查及治理中的应用

华北型煤田受奥灰水害威胁严重,水害已成为制约我国煤矿安全高效开采的重要隐患。为解决唐家会煤矿带压开采所受的底板奥灰水威胁,保障工作面的安全掘进和回采,以61304工作面Y6地质异常区为研究对象,采用地面定向水平钻对地质异常区域精准实施探查和注浆改造,查明了Y6异常区岩溶异常发育情况,注浆封堵了底板奥灰岩溶裂隙与导水通道,消除了治理区内回采6号煤层的突水威胁,取得了良好的治理效果,有效保障了矿井安全生产。

采动条件下底板岩层破坏深度动态测试研究及应用

为防止内蒙古准格尔矿区采动条件下底板灰岩水的突水威胁问题,现场通过钻孔植入方式布置一套光纤传感探测系统和一套电阻率CT法探测系统,在采动条件下对工作面底板破坏"两带"高度进行精细化探测。研究结果表明:结合光纤传感技术及电阻率CT探测技术综合判断底板破碎带高度为15m,导水裂隙带高度为32m。该工作面底板破坏"两带"高度探查结果不仅为底板防治水工作提供了重要的依据,而且对整个相似地层条件的矿区提高煤炭资源安全高效生产有着重要指导意义。

地面定向孔靶向治理导水断层技术实践

唐家会煤矿主采华北型石炭二叠系6号煤,6号煤为带压开采煤层,煤层底板承受奥灰水压力约为1.5 MPa,煤层与奥灰距离约为40~60 m,由于6煤底板奥灰富水性强且断层发育,因此6号煤安全开采受到底板奥灰水的威胁较大。煤矿西翼盘区发育DF2为断层,断层落差18 m,西翼盘区运输巷必须过该断层,为此开展地面治理工程,利用大孔径定向钻孔对DF2断层的灰岩根部进行注浆封堵,2019年井下运输巷安全通过DF2断层,揭露断层时无水,断层带中有水泥结块,证明断层带被水泥浆充填加固彻底,治理效果较好。

唐家会矿奥灰水害区域治理试验工程及防控技术

唐家会煤矿主采6煤层底板受奥灰岩溶水威胁严重,是准格尔煤田中采深最大、水压最高的矿井,为消除底板奥灰水害威胁,对唐家会矿61207工作面开展地面区域治理试验工程。结果表明:定向钻孔过程中多次发生漏失和失返现象,注浆工程中吃浆量大,钻探和注浆的效率低,采用地面区域治理方式防治底板奥灰水害费用高、工期长,难以满足工作面生产接续成本控制的需要。经综合对比分析得出,现阶段矿井奥灰水防治宜采用“工作面内部井下定向钻底板探查加固”与“工作面外部地面定向钻断层带治理”相结合的防治水技术路线。

西部山区某矿开采扰动下地形变化特征及致灾点分析

开采后地形变化是煤炭生产面临的现实问题,东部平原地区的开采沉陷问题已经得到了较为细致的研究,但西部山区受地形因素影响,如何准确地获取沉陷数据及地表变化规律仍需进一步探讨。为确定开采扰动下山区地形变化规律,为矿区地质灾害防治提供技术支撑,以西部山区某矿工作面开采扰动区为例,首先利用无人机快速获取研究区域数字影像,生成多期数字高程模型(DEM),得到测区下沉盆地,研究地表随工作面开采的沉陷情况。然后利用DEM提取研究区域的坡度、坡向和起伏度信息,得到该工作面开采前后的地形整体变化情况。研究表明:研究区地表变化受地下采煤活动影响明显,具体表现为工作面开采过后,坡度整体变缓,起伏度减小,随着后续工作面的开采,坡度和起伏度均有所变大,但是变化较小。利用坡度变化这一特征获取地下开采导致的地表致灾点,结合原始高程、原始坡度和开采沉陷情况分析致灾点的分布形态,发现致灾点多位于海拔较高、原始坡度较小、植被覆盖率较低的沟谷、道路两侧,通过分析致灾点的位置可为矿区后续边坡治理、道路养护与土地复垦提供技术参考。

特厚煤层综放开采下工作面底板岩层破坏特征

为提高特厚煤层工作面综放开采条件下煤层底板突水预警有效性,以唐家会矿61303工作面为研究区,通过光纤传感技术和高密度并行电法勘探技术,进行井下钻孔布置与实测,观测6煤采后底板变形和破坏情况。根据观测孔光纤应变云图变化,在工作面未到达监测断面孔口位置时,底板受采动超前应力影响前期以压应变为主;当工作面推过监测钻孔,由于底板卸压发生底鼓膨胀受剪切力的作用,呈现一定拉伸应变。结合视电阻率的变化分析了底板破碎发育情况及其控制层位,61303工作面底板岩层破坏深度为14.5 m,位于砂泥岩岩层中部,破坏扰动最大深度为32.0 m,位于砂泥岩岩层下部。

唐家会矿综放工作面奥灰水防治技术

基于唐家会矿61303工作面开采受底板灰岩水害威胁,为杜绝发生突水事故,根据唐家会井田水文地质特征,采用槽波地震、音频电透视、瞬变电磁等探查方式对工作面水文地质情况进行探查,圈定水文异常区;并采用定向顺层长钻孔和穿层短钻孔相结合的方式对工作面底板、物探异常区、隔水层厚度探查验证;最终通过注浆加固、封堵方式对工作面底板奥灰水进行预防和治理。工作面回采结果表明,该防治技术取得了成功,消除了工作面底板灰岩水害,确保了工作面安全回采。

基于透明地质的唐家会煤矿奥灰水防治技术

唐家会煤矿6号煤开采面临导水断层多、隐伏导水构造发育,奥陶纪灰岩(简称奥灰)水害防治难度大的问题。经过不断的探索和实践,唐家会煤矿引进多种先进技术,获取大量地质、水文地质数据,构建智能地质保障系统,形成“物探钻探探查、井上下联合注浆治理、孔中瞬变电磁精细探查、注浆效果孔间电阻率检测、煤层底板微震电法联合监测”的技术思路。通过融合各类静态数据、动态数据、实时数据,完成断层、破碎带、含水层、低阻异常区等充水因素的数字建模,使地质要素、钻探物探数据可视化、透明化,以此为依托,建立一套基于透明地质的奥灰水害全时空防治体系,实现带压开采条件下奥灰水害的精细探查、靶向治理、效果检测和回采监测,取得了良好的应用效果。

基于光纤传感技术的顶板覆岩破坏规律探测研究

长壁工作面特厚煤层通常采用综采放顶煤工艺,其采煤过程对煤层顶板上方岩层破坏严重,会产生变形、破坏和断裂。通过在工作面地面钻孔植入方式布置一套光纤传感探测系统,采动条件下探测煤层开采后上覆岩层破坏的规律。研究结果表明:光纤传感技术能够实现对上覆岩层破坏的动态探查,唐家会矿61201工作面采动超前影响50~75m,煤层顶板上方垮落带高度为113.9m,导水裂隙带高度为213.9m。

鄂尔多斯盆地北缘深部矿井奥灰水动态及预测

奥陶系岩溶水是鄂尔多斯盆地北部准格尔煤田开采的主要威胁,为此区域矿井底板注浆改造及疏排水控制提供水害预防提供依据,以唐家会矿奥灰岩溶水为研究对象,通过资料收集与对比分析,研究了矿井奥灰水位变化特征及控制因素,并建立了奥灰水流数值模型预测了奥灰水变化趋势。结果表明,自矿井掘采工作进行以来,矿井奥灰水位总体上持续下降,5个观测孔水位降幅达为2.63~11.08m,各观测孔水位在每年雨季时有小幅上升。井巷掘进及工作面回采过程中疏排水是奥灰水位持续下降的主要因素,涌水通道为断层和地质异常体;大气降水和黄河水是奥灰岩溶水补给的主要来源。在此基础上,基于GMS软件建立了矿井奥灰水流数值模型,预测到2024a,矿井奥灰水位较2021a下降7.7~9.1m。

定向钻进技术在唐家会矿水害防治中的应用

针对唐家会矿受顶板砂岩裂隙水和底板奥灰水两方面水害影响、严重影响了巷道掘进速度、顶板支护难度增大的问题。该矿采用定向钻进技术治理唐家会矿水害。结果表明,定向钻进具有定向精度高、对钻孔轨迹的控制调节能力强、效率高、可进行实时精确随钻测量等优点,将定向钻进轨迹控制技术应用于煤矿井下区域水害治理领域中,为矿井水害防治钻孔施工提供借鉴。

环境脆弱区矿山地质环境影响评估及防治对策

为降低煤矿开采对环境脆弱区的破坏,以唐家会煤矿为研究背景,通过分析矿区开采煤矿地形地貌、水文地质、煤层开采等资料及现场踏勘,综合考虑地面塌陷发展规律与矿区开采实际情况,对塌陷区域的地表最大下沉值进行了计算,根据塌陷区土地损毁程度进行了危害性分区,依据评价结果,预测本期矿山开采可能产生的环境地质问题,提出了矿山地质环境综合防治措施,为草原区煤矿矿山地质环境保护与恢复治理提供科学依据。

准格尔煤田奥灰水害区域超前治理技术研究

为了研究奥灰水害区域超前治理技术在准格尔煤田的应用情况,以唐家会煤矿为例,根据61207工作面试验工程,论述了奥灰区域超前治理的受注层位及技术参数,总结了奥灰顶部层位中钻探和注浆情况,分析了试验工程的特点。研究结果表明,奥灰顶部层位钻探漏失量大、注浆量大、工程效率低,其原因与区内奥灰岩溶发育及钻探中井液压力高有关。

侏罗系煤层顶板含水层疏放水评价及防治水分析

侏罗系煤层在我国西北地区分布较广,其水害类型为煤层顶板砂岩水,评价砂岩水的疏放性,提出防治措施对指导煤矿安全开采具有重要意义。以泊江海子矿为例,通过对单个探放水孔残余水量、上覆含水层静储量、检验孔出水量对比、电法低阻区、残余水头等进行分析与评价,并开展了一采区疏放水治理工程设计,为后续工作面安全回采提供保障。

侏罗系含水层地下水动态特征及其涌水量预测

我国西部地区侏罗系煤炭开采受顶板砂岩水害威胁,分析采掘过程中地下水动态变化,预测其涌水量是防治顶板砂岩水害的重要前提。以泊江海子矿为例,通过对比工作面开采前后不同含水层地下水位、流场分析发现,回采前疏放对白垩系含水层不产生影响,回采后产生一定的影响,反映了采动破坏了二含水层之间隔水层。而依据矿井充水条件及渗透性分析结果,采用修改大井方法对该矿F工作面涌水量进行预测,结果与实际回采较接近,为西部侏罗系砂岩水害类似矿区提供一定参考。

唐家会煤矿水害预警微震监测系统的建立及应用

为了加强唐家会矿巨厚煤层带压开采条件下的底板水害监测,发挥微震大范围实时监测优势,构建唐家会深部矿井微震监测系统,采用敲击实验表明微震监测系统的定位误差小于6 m。构建61303工作面突水预警模型,对回采期间微震事件空间分布、时间、能量特征进行分析,研究采矿活动与微震监测之间的关系。结果表明,监测期内回采工作面微震活动主要分为活跃期和平静期,且微震事件集中在采煤作业时段,受采动影响明显,多为煤层底板浅部弱能量事件,无突水风险。

井下帷幕注浆技术在导水断层治理中的应用

断层是煤矿地质构造的主要形式,对煤层赋存条件、水文地质条件有着重要的影响。唐家会矿在61201工作面运输巷道掘进过程中揭露DF2-3 (断层产状:172°∠73°H=12 m)是导水断层,该断层导水性强,前探钻孔单孔出水量最高达72 m^3/h,掘进工作面打钻位置巷道顶板出水25 m^3/h,施工条件差,断层沟通了奥灰层位,给治理带来了极大的难度,为此针对该断层的治理设计了迈步式帷幕注浆方案,取得了良好的治理效果,保证巷道安全通过了该断层。