西曲井田陷落柱发育规律及主控因素分析

通过对西曲井田揭露的409个陷落柱进行分布特点、大小规律等方面的统计分析,并利用分形理论容量维对陷落柱密度进行定量研究,结果表明:井田范围内陷落柱发育宏观上主要沿4条分布线呈带状分布,且下组煤揭露的陷落柱从大小、数量、密度上均大于上组煤;以0.7、1.0和1.3分别作为容量维值划分阈值,将井田按陷落柱发育程度依次划分为欠发育区、中等发育区、较强发育区和密集发育区。结合陷落柱发育规律,认为井田下伏的巨厚层石灰岩含水层是陷落柱发育的必要条件,而中生代、新生代构造运动的影响及地层与地下水位相对的不断运移则为形成大跨度的溶洞和串珠状陷落柱提供了便利的条件。

复杂构造下小窑破坏区远距离精准探测技术及应用

利用远距离定向钻机对西曲矿南六盘区可能存在的8#煤小窑破坏区范围进行探测。提出了钻孔“浅波浪线顺层钻进技术”:即钻孔轨迹遵循遇断层“大角度调整”,遇陷落柱“直接穿过”或“拐弯避绕”,顺煤层施工“主动见顶-开分支-主动见底-再开分支…”的钻进方式。探测结果表明,钻孔在非构造区域见煤率普遍能够达到70%以上,并最终成功中靶小窑老空区3处,提钻后合计涌水量为37 m^(3)/h,累计排放小窑老空水4.36万m^(3),圈出小窑破坏区域在距离钻场510 m的范围之外,且破坏区内仍存有积水约5.0万m^(3);同时探明落差3 m以下断层5条,落差3~10 m断层4条,陷落柱6个,实现了复杂构造条件下小窑破坏区的准确圈定和地质构造精细化探测。

薄基岩浅埋深矿区地表开采沉降预测及影响因素分析

目前我国西北部地区浅埋深薄基岩开采区地表沉降现象日益严重。以鄂尔多斯某矿区为例,基于该矿区覆岩性质、地质条件、开采技术条件、地表沉降点观测数据,运用概率积分法对首采区的地表开采沉降规律进行了分析预测,并对该矿区典型的薄基岩浅埋深开采地表沉降的主要影响因素进行了分析。结果表明:1概率积分法的矿区开采沉降预测结果与实测数据基本吻合,表明采用该方法预测矿区地表移动参数是可行的;2由于矿区整体构造简单,且工作面内煤层基本呈水平分布,煤厚、采深、倾角等因素变化较小,综合分析认为顶板松散层基岩厚度比(HS/HJ)、开采强度(工作面推进速度)是该矿区地表沉降的主要影响因素;3对工作面走向的顶板松散层基岩厚度比(HS/HJ)曲线、开采强度(工作面推进速度)曲线与地表沉降量曲线进行了对比分析,认为松散层基岩厚度比(HS/HJ)、开采强度(工作面推进速度)对矿区开采沉降具有相反的作用,且开采强度(工作面推进速度)对矿区开采沉降的影响较大。上述分析结论对于地质构造稳定的鄂尔多斯地区矿区开采沉降分析预测有一定的参考价值。

水城矿区煤层气有利区块优选

为了对水城矿区煤层气有利区优选,以20个区块为研究对象,运用基于二分法的关键要素递阶优选法,选取资源条件、解吸渗流条件和工程开发条件作为关键指标,将不利区块"一票否决",依据各指标的重要程度及组合特征,在剩余区块中逐级逐层优选。

椭圆形GFRP管混凝土短柱轴压力学性能试验研究

以截面比(1.0、1.3、1.7、2.0)和玻璃纤维布层数(5、7层)作为试验参数,对5个椭圆形玻璃纤维增强复合材料管混凝土短柱进行了单调轴压下的试验研究。试验结果表明:椭圆形试件的破坏模式均以位于椭圆形截面长轴顶点附近的玻璃纤维增强复合材料管的环向断裂为标志;椭圆形玻璃纤维增强复合材料管的约束可显著提升核心混凝土的抗压强度与极限轴向应变,且随着截面比的增大和玻璃纤维增强复合材料管厚度的减小,其对核心混凝土抗压强度与极限轴向应变的提升越小;椭圆形试件中玻璃纤维增强复合材料管上的环向应变分布不均匀,且随着截面比的增大和承受荷载的增加,其环向应变分布的不均匀程度增加。

基于FAHP-GRA法的风积沙覆盖风化带潜水富水性评价

我国西北地区煤炭资源总体埋藏浅,厚度较大,煤层顶板充水受到地表水、风积沙潜水、基岩风化带水等综合影响,目前对于这一相对复杂含水系统的富水性评价研究仍不足。为了对该地区富水性做出综合评价,以东胜煤田转龙湾煤矿为依托,结合该区域的特殊地质情况,选取第四系砂层覆盖厚度、岩心采取率、单位涌水量、渗透系数、风化带厚度、砂岩岩性系数、地表地形和地表岩性作为顶板第四系及基岩风化带含水层的富水性影响因素,通过FAHP的方法以ArcGIS为平台,结合GRA灰色关联度将本矿区富水性等级划分为:弱、中等、较强,并依据等级从客观方面确定了富水性划分的阈值。结果表明:FAHP-GRA法得出的矿区潜水含水层相对富水性较强区与实际探放水资料中水量较大的孔位基本吻合,验证了该模型评价矿区综合富水性的准确性。

多参数水文动态监测预警系统的开发与实现

西山矿区水文地质条件复杂,传统的水文地质工作方法已无法满足矿区现阶段的安全要求。结合西山矿区西曲矿的水文地质实际,通过将GSM网络、Internet和工业控制网无缝结合,建立了物理3层结构的水文动态监测预警系统,实现了从数据采集、处理、分析到网络的发布应用,达到对井下水位、水温、流量及地面降雨量等水文参数的实时监测和超限预警管理,并做到数据可视化。通过对比人工实测与系统监测数据,表明该系统可以为井下各主要水文监测点提供准确的实时监测数据,做到准确的分析和控制矿井水情水害。

西曲井田煤层浅埋区含隔水层特征及水害分区

浅埋煤层的防治水问题一直是西山矿区安全生产的重点难点。以西山矿区西曲矿为例,综合考虑矿区现主采8#煤浅埋区的采深、采厚、覆岩岩性、基岩风化带、黏性土隔水层分布及地形地貌等因素,将该上覆含隔水层岩性组合类型划分为薄基岩型组合、砂基型组合、砂土基型组合。通过GIS的多源信息复合叠加功能,将预测8#煤浅埋区域导高与盖山厚度、基岩厚度结合,将满足地表水或潜水冒裂安全时的理论地表高程与DEM原始高程差值为0的点连接,得到浅埋区实际水害分区。并结合浅埋区不同的含隔水层岩性组合类型,将其划分为地表补给危险区、潜水冒裂危险区及潜水冒裂安全区。结果表明:GIS复合叠加得到的防治水分区中地表补给危险区和潜水冒裂危险区内煤层的开采可能导致潜水,甚至地表水的直接灌入,并在矿井实际生产中得到验证,是浅埋区煤层防治水的重点区域,必须高度重视并采取相应的措施,加强地表水文监测。

基于FAHP-GRA评价方法的顶板承压含水层富水性预测研究

煤层顶板承压水作为直接突(冲)水源,对煤层开采的安全进行至关重要,准确评价采矿区含水地层的富水性尤为重要。针对现有方法对煤层顶板承压水含水层富水性预测方面存在的问题,研究了多个对富水性产生影响的因素,结合各单影响因素指标量化归一并进行分区。并利用FAHP-GRA,以转龙湾矿区为例,提出了一种富水性综合分析的预测评价方法。

西曲矿8号煤黄泥带赋存规律及安全开采技术

太原西山煤田下组煤8号煤顶板石灰岩沉积稳定,但在西曲井田8号煤的回采过程中却多次揭露煤层黄泥带,造成工作面空顶现象,对井下安全生产造成了影响。为了减小黄泥带突然出现对工作面生产的影响,根据黄泥带揭露的特征,从下组煤沉积环境和沉积特点出发,对黄泥带形成的根本原因进行分析,认为黄泥带的成因是沼泽化潟湖中潮道形成的低洼含水区域强流水和生物作用破坏原有地层导致的。结合目前已经揭露的黄泥带特征,提出了超前探测、护-让结合以缩小煤柱留设范围和超前预注浆及优化支护方式的安全开采技术,并成功在西曲矿28309、28306工作面中得到应用,实现了黄泥带内煤层的安全回采。