张集煤矿Fs866导水断层注浆治理及微震监测断层活化技术探讨

介绍淮南矿业集团张集煤矿Fs866导水断层的注浆治理、验证以及基于微震监测技术对断层活化情况的监测研究,同时介绍微震监测的原理、监测方法及分析方法。张集煤矿将微震监测技术应用于防治水领域,特别是用于监测断层活化。研究结果表明:微震监测技术用于监测断层活化,评价突水危险性是可行的。微震监测技术可实现突水监测的超前预警预报,是突水监测预警的重要的发展方向。

厚煤层分层充填开采覆岩运移特征相似模拟

针对潘四东矿工业广场下3煤拟采用膏体充填开采提升煤炭采出率,采用相似模拟相试验对比分析了厚煤层分层垮落法开采和分层充填法开采矿压显现和覆岩运移特征。研究结果表明:分层垮落法开采上分层开挖后裂隙带发育高度52 m,下分层开挖后裂隙带发育高度达到79.6 m,约为采高的17倍左右;分层充填法开采覆岩只形成裂隙带和弯曲下沉带,并未出现明显的初次来压与周期来压,且裂隙发育程度更小;上分层开挖后,垮落法开采地表最大下沉量0.6 m,充填法开采地表最大下沉量0.11 m,充填法为垮落法开采的18.3%;下分层开挖后,垮落法开采地表最大下沉量2.8 m,充填法开采地表最大下沉量0.18 m,充填法为垮落法的6.4%。厚煤层分层充填开采能有效控制上覆岩层移动,显著降低地表沉陷。

张集煤矿A组煤层底板灰岩水害探查与治理研究

以淮南矿区张集煤矿西三1煤上采区1613A工作面A组煤层底板灰岩水害防治为研究对象,具体阐述了灰岩水害探查、治理及安全评价等一套完整的水害治理技术体系。经防治水工程治理后的综合分析,验证了钻孔出水量和水压值较小,水温未见异常,说明工作面底板下的导水裂隙及面内探明的垂向导水构造被有效封堵。依据工作面相关钻孔资料及理论公式,计算得出工作面底板太灰水和奥灰水的突水系数分别为0.0743 MPa和0.0166 MPa,均小于安全临界值,故底板灰岩水不会对工作面回采造成安全威胁。该水害防治技术经实际工程验证后,为受深部灰岩含水层威胁的其他生产矿井提供了宝贵的经验和方法。

基于ActiveX地质剖面图成图软件开发的探讨

本文以开发出一套适合绘制矿井地质剖面图的软件为目的，应用VisualBasic语言，结合Auto—CADActiveX技术的方法，实现了以编程方式从AutoCAD内部和外部操作AutoCAD快速绘制地质剖面图的功能，同时对地质剖面图自动绘制若干问题及程序算法进行了探讨。

聚类分析在矿井水源判别中的应用

矿井水源判别实质是分类问题。文章对聚类分析在矿井水源判别中的应用方法进行了探索;并应用该法对张集矿6份水样(其中两份为待判别样)进行欧氏距离及遗传距离聚类,分别做出聚类图,成功的对两份水样进行了水源判别。

潘二矿奥陶系岩溶地下水数值模拟及疏放性分析

奥灰岩溶水是淮南煤田目前A组煤层开采水害威胁主要突水水源,预测和超前防治对于A组煤层安全开采具有十分重要现实意义。采用地下水系统分析、统计分析及数值模拟方法,对潘二矿“5.25”奥灰突水前后岩溶地下水动态进行系统分析,建立了数值模型,对比了防治方案,结果表明:奥灰水与太灰水之间水力联系程度存在较大差异性,其中与C_(3)III组含水层间水力联系密切,而与上部C_(3)I、C_(3)II组联系较弱;模拟结果间接反映了奥灰浅部裂隙、溶隙、岩溶塌陷较为发育,而深部岩溶发育相对较差;在防治方案上,将疏水降压与区域治理相结合是最佳方案,研究成果为矿井及类似矿山岩溶水害防治提供一定参考。

张集井田层滑构造在三维地震中的表现特征

张集井田各煤层普遍发育层滑构造,与正常层序地层相比,层滑构造的存在造成地震时间剖面上的同相轴稀疏、零乱及反射波能量减弱等特征,依据该特征,解释了矿井17248工作面层内一长轴约140m的滑变薄带;根据地震属性曲线异常区附近对应着小断层或者层滑构造、煤层变薄带等地质异常体的特点,对17278运顺方向提取了8煤层二维分形属性曲线,解释其曲线明显异常段是层滑构造的典型响应,影响长度达380m,经验证解释的煤层变薄带范围与实际基本吻合。

利用分形理论检测断层

探讨了应用分形技术检测断点位置的可行性,从地震记录中直接提取二维分形参数,将常规地震剖面解释与分形定量解释相结合,充分利用与地下构造及岩性有关的动力学信息,很好地对张集矿若干落差小于8m的断层位置进行控制。

聚类分析法在激发极化法中的应用

应用激发极化法可得到四组参数，ρ、h、J、D，它们是进行分析，提供解释成果的重要依据。对于这四组参数除了通过地球物理处理软件对其进行传统处理外，还可以利用聚类分析等多种多元统计方法进行分析。

三维地震属性数据处理与应用

通过研究地震波场的属性参数变化以及与地质异常体的关系，以此达到通过三维地震属性数据处理成果直接或间接地检测地质异常体的目的。

煤层底板破碎带区域注浆围岩稳定性分析

受地质隐蔽性、复杂性影响,裂隙存在注浆不到位而开采诱发二次破坏的安全风险。以张集矿1612A工作面邻近导水破碎带注浆底板为背景,基于所提出的数值模拟与微震监测结合的分析方法,研究了破碎带注浆治理效果,揭示了注浆前后采动应力影响及注浆岩体的稳定性。结果表明:相比较未注浆时,注浆围岩的应力异常区域减小,不再发生耦合贯通至工作面;应力在距巷帮约10 m后随距离增大扰动程度减小。微震监测同时验证了计算结果:岩石破裂信号在注浆波及区发生"绕路"现象,注浆区域微震事件数量较少,注浆岩体处于稳定状态。

定向钻进技术在张集煤矿掩护巷道掘进探放水中的应用

定向钻进技术是煤矿井下深孔顺层钻进的有效手段。张集煤矿为了保证巷道掘进安全,引进该技术进行设计运输巷底部灰岩顺层探放水钻孔施工,保护范围覆盖设计巷道左侧和右侧40 m,设计钻孔3个。通过现场应用,完成1#钻孔孔深518 m,1-1#钻孔孔深483 m,2#钻孔孔深558 m,未见地层出水,成功实现了掩护巷道掘进探放水目的,并总结出"钻进岩性变化、地质资料判断、钻进方向指导、地质资料修正"探索式循环渐进钻进方法、"定向+复合"控层钻进方法和硬质岩层低速磨削开分支技巧等实践经验。张集煤矿使用顺层定向长钻孔替代了普通探放水钻孔,成为该矿掩护巷道掘进探放水钻孔施工的新技术。

巨厚松散层下新构造运动的三维地震勘探实践

巨厚松散层下新构造运动具有隐蔽性,对煤矿安全开采具有重大致灾性;以顾桥煤矿为实例,介绍了巨厚松散层下新构造运动的三维地震勘探实践及应用,提出了三维地震勘探解决松散层下全隐蔽含煤区勘探新构造的方法。

浅析煤矿材料消耗定额的确定及其意义

本文简要介绍了材料消耗定额的理论知识以及张集矿材料消耗定额的制定方法、材料消耗定额在材料计划制定中的应用、材料消耗定额在成本控制和考核中的应用等。

矿井地质构造复杂程度量化处理系统应用

利用Visual Basic6.0编程工具,基于有限元理论开发的"矿井地质构造复杂程度量化处理系统"的常用功能,对张集煤矿西二采区11-2煤的底板构造进行了量化评价,即通过对煤层底板断层和三维地震属性及褶曲轴的格网统计,生成底板构造复杂程度等值线图,并对其进行定量评价,其结果有效地应用于构造控水作用以及瓦斯突出威胁区评价。

VB—CAD1．0软件在地质剖面图的应用

为开发一套适合绘制矿井地质剖面图的软件，AutoCAD绘制一张地质剖面图关键步骤，运用Visual Basic基于ActiveX开发了绘制地质剖面图软件，该软件完成了绘一张地质剖面图的主要工作。本文详细介绍了VB—CAD地质剖面图1．0软件的应用方法。

基于克里格法对张集煤矿“红层”赋存规律的探讨

文章简要介绍了克里格法原理、张集井田的"红层"岩性特征、"红层"的富水和隔水性能,基于克里格法对张集井田古地貌和"红层"进行三维建模,以此来分析和研究了"红层"赋存规律。

淮南矿区A组煤开采工作面底板破坏带深度确定

淮南矿区生产矿井已开采受深部高承压水严重威胁的A组煤,为了解决传统煤层底板采动破坏深度经验公式适用性差的问题;基于淮南矿区生产地质参数,利用统计软件SPSS分析了各类参数的偏相关性,优化了传统破坏深度计算公式,并将拟合公式应用于张集煤矿1612A工作面底板破坏的计算;基于数值模拟、微震监测对公式演算的准确性进行了验证。研究结果表明:煤层厚度等参数与破坏带深度具有相关性;通过拟合得到的新型计算公式计算工作面破坏深度达到27.33 m,与注水试验测得破坏带深度28 m、数值计算深度30 m相吻合;与利用现场监测的微震事件聚集分布得到的底板微破裂集中深度30~35 m相一致。

基于采场固有锚杆的煤层底板微震循环监测方法

深部煤炭资源开采受高地应力、高承压水及地质构造复杂诱发的突水灾害威胁,而微震监测技术作为一种可实现实时监测预警的重要手段被广泛应用于灾害防治。以淮南矿区潘二煤矿12123工作面为背景,优化了高瓦斯矿井下的微震监测应用技术,提出了基于采场固有锚杆的底板破坏微震循环监测方法及其相应的应用设备,基于地质构造区内信号特征进行了验证分析。结果表明,在井下采场内利用固有的巷道锚杆,通过锚杆探头装配器可有效实施微震循环监测;基于有效波形数据分析下的断层在采动过程中的破坏特征与理论结果相一致,验证了该方法在煤矿岩层破坏监测方面的有效性。研究结果有利于推动微震监测技术在深部矿井中的广泛应用。

底板突水灾害大数据预测预警平台

针对淮河能源集团当前开采深部A组煤,受底板水害严重威胁而缺乏有效的智能化、全覆盖预警技术的问题,提出了构建基于水文、充水水源及底板破坏实时监测物联网的多源信息大数据智能预警云平台而指导矿区内突水灾害事故预防的技术思路。以张集煤矿回采A组煤的1612A工作面为工程背景,构建了观测水源、水位、水压、水质、水温等参数变化的水文监测物联网数据传输系统,实时数据采集、数据传输、数据分析处理。而针对底板破坏深度则构建了微震实时监测物联网,传感器拾取底板破裂信号通过井上、井下的光纤环网传输到地面数据信号处理终端,实时监测反演底板破坏、导水裂隙通道分布。将回采、地质和监测数据各类因素考虑在内,建立了基于神经网络和深度学习的预警模型,确定了煤矿安全评价的主控指标以及评判指标,搜集全国大量矿井数据对模型进行了机器学习训练。集成数据采集、管理配置、设备监测、中控大屏、多维分析和故障预警5个模块,由网络集成技术和数据整合技术实现无缝连接,建立了煤矿底板突水灾害大数据预警云平台系统。将学习后的预警模型嵌入系统,基于整合的多源数据进行底板突水危险性评估与预警,与微震数据互馈分析实时发布决策信息。最后,选定淮南等矿区内的5组矿井数据进行了评估验证,并对1612A工作面回采进行了预警分析。结果表明,选定的矿井计算预测结果合理;张集矿工作面发生突水灾害的概率较小,监测期内未发生预警信息;证实了大数据云平台在煤矿底板水害防治应用的可行性,为淮河能源集团开采A组煤预防底板水害提供了新的技术支撑。