疏水降压技术体系在潘西煤矿奥灰水害防治中的应用

潘西煤矿19#煤层奥灰含水层为半封闭型、有限补给边界的富水性不均一的含水层,具备疏水降压的大环境;矿井涌水量与奥灰水位降深数据表明两者之间具有正相关性,获得了定量关系表达式。建立了一套完善的矿井疏水降压技术体系,包括探查边界导水性和井下工作面富水性、健全矿井水文观测系统、井下疏放水、加强矿压及突水征兆观测、增强排水能力等。

薄层灰岩带压开采防治水技术研究

为了实现西坡矿5111工作面安全带压开采,减小底板薄层灰岩含水层对回采工作面的安全威胁,通过水文地质条件分析、采后底板破坏深度预计、突水系数法评价等多种手段评价该面带压开采突水危险性,认为工作面最大突水系数为0.084 MPa/m,大于安全带压开采临界值0.06 MPa/m,发生底板突水的可能性较大。采用矿井直流电法超前探查、井下钻探工程跟进验证、疏水降压工程治理相结合的综合防治水技术手段,探查工作面底板薄层灰岩含水层及隔水层富水异常区,验证并疏放薄层灰岩含水层水,有效降低了工作面底板隔水层带压值,最终实现工作面安全带压开采。结果表明5111工作面底板薄层灰岩含水层富水性不均一,局部存在富水异常区,且具有可疏放性,经过10 d疏水降压,薄层灰岩含水层水位下降36 m,底板隔水层带压值和突水系数均降低至安全带压开采临界值以下,从而实现了工作面安全带压开采,为西坡矿5#煤层安全开采提供了技术支撑,也为该地区条件相似工作面的开采奠定了基础,完善了底板水害防治技术体系。

综合物探技术在带压开采工作面中的应用

阳泉煤业集团五矿8421工作面存在局部带压区,必须查清带压区隐伏灾害地质构造及其含水情况,为工作面安全回采提供保障。通过分析不同物探方法的特点和适用条件,采用无线电波透视法、矿井瞬变电磁法、并行直流电法3种物探方法,对该局部带压工作面进行了综合探测。多种地球物理探测方法相互印证和补充,并结合地质、水文地质条件分析,最终划分出3个底板相对富水区。经采掘验证,物探结果与实际情况相符。

突水系数的产生及修正过程

从煤层底板突水预测预报问题出发,就突水系数评价水害方面,从1964年煤炭部焦作水文地质会战开始,到2009年的《煤矿防治水规定》,分析了各个阶段突水系数公式及其修正过程。结合实例,对弃用修正突水系数的意义进行了全面阐述。研究认为:在所有的预测预报方法中,煤层底板突水系数在煤层底板突水评价中最为简单实用;突水系数的意义在于简明扼要,符合实际,应大胆使用;突水系数演化到今天并不影响我国煤矿水害的研究和进展,反而对我国煤矿水害评价起到了正确的指导作用。

解析法在带压开采疏干涌水量预测中的应用

根据历年涌水量资料和大型群孔放水试验资料对刘桥二矿矿区的水文地质条件进行分析,并结合目前各涌水量预测方法原理和应用条件,采用解析法对带压开采下煤层太原组灰岩含水层疏干涌水量进行了预计。在建立预测模型、选择合适的参数进行求解后,认为太原组灰岩含水丰富,生产中应加以防范。

许疃煤矿3_220工作面含水层下开采安全性评价

依据许疃煤矿3_220工作面地面勘探资料和井下防治水工程成果,对该工作面含水层下开采安全性进行了综合评价。研究结果表明:3_220工作面主要充水含水层是煤层顶板砂岩裂隙含水层和"四含",前者不会对工作面开采构成威胁,后者富水性弱,且可疏放,有疏干的可能性;工作面设计留设的最小煤(岩)柱高度远大于计算高度,故综合评价结果表明含水层下3_220工作面开采是安全可行的。

太原西峪煤矿9号煤层带压开采危安区的划分

西峪煤矿位于太原西山岩溶水系统的晋祠岩溶水亚系统内的非主径流带上。由于本矿区9号煤层除最南端有小部分9号煤层底板高于水头外,其余全部处于水头之下,因此,奥陶系灰岩水已严重地威胁着9号煤层的安全开采,特别是在底板隔水岩柱薄弱地带或断裂陷落柱构造破碎带,已存在着岩溶水突破隔水岩柱溃入矿坑的危险性。本文着重研究并划分了矿区内9号煤层带压开采的安全区与危险区,目的是为煤矿带压开采提供宝贵的资料。

赵庄煤矿煤层带压开采防治水技术研究

针对赵庄矿3#煤层水文地质条件复杂的情况,通过地质勘探,总结带压开采导水规律,确定该地段主要导水通道。阐述了相应的带压开采防治水技术措施:物探勘察、抽放水试验是防治水技术的前提和基础;根据相关规定计算需要留设隔水煤柱的合理宽度;注浆加固防止顶底板突水;为安全生产提供技术保障。

基于现场压渗的下组煤底板阻水性分析评价

基于对兖州矿区大量现场压渗试验结果所获得的不同结构岩层抗渗透破坏强度建议值的基础上,对比分析了突水系数公式的适用条件,建立了应用于底板带压开采评价的安全带压系数表达式,绘制了底板采动阻渗能力评价流程图,并应用该表达式和流程图结合钻孔资料对东滩煤矿下组煤主要开采煤层底板阻水能力进行了量化分析,提出了安全带压系数用于指导和评价煤矿深部下组煤安全带压开采的可行性。

金龙煤矿一_1煤层带压开采可行性研究

对金龙煤矿开采一1煤进行了突水系数和隔水层安全厚度两方面的评价,得出结论:金龙煤矿开采一1煤具有奥灰突水危险性。对一1煤带压开采可行性进行了分析,提出了采取短壁工作面开采、注浆加固奥陶系岩溶裂隙发育地段、疏降底板高承压含水层水压、建立强有力的排水系统等防治水措施。

宏盛聚德煤业带压开采可行性分析

以山西柳林宏盛聚德煤业新开发矿区为工程背景,依托煤矿水文地质资料,采用脆弱性指数法和传统的突水系数法划分矿区4号煤的带压开采区域。结果表明:突水系数法只考虑个别因素,结果不够准确、带压开采区域分辨率低;脆弱性指数法考虑综合因素,结合矿区构造情况,所得结果较为全面。

太原西山煤矿带压开采对晋祠泉水影响的研究

从水文地质、工程地质角度出发，结合多年的井下防治水工作实践，对西峪煤矿的带压开采与地下水之间的联系进行了详细的分析研究，得出了西峪煤矿的带压开采不会影响晋祠泉水，甚至西山矿务局各煤矿的带压开采也不会影响晋祠泉水的结论。

带压开采工作面底板破坏深度研究及突水危险性预测

为有效防治采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论及经验公式分析计算了带压开采工作面底板破坏深度,并进行了突水危险性预测。根据平煤股份十矿24130工作面己18煤层的埋藏特征,通过大量的现场实测和理论分析,绘制出了工作面底板破坏带的分布形态图,计算出了采动引起的底板最大破坏深度为11.7 m,底板有效隔水层厚度为44.3m,正常地质条件下不会对工作面回采造成影响,但不排除在断裂构造和寒武系灰岩水高水头压力的共同作用下,底板灰岩水可能通过构造破碎带或隔水层相对较薄的地方融入采煤工作面,造成突水事故的发生。提出了区域治理采用疏水降压、局部治理采用物探结合钻探、断裂构造附近采用注浆加固以及回采前完善工作面防排水系统、回采过程中加强水文地质巡查工作等一系列具体的防治水措施,保证了己18煤层的的安全开采。

大采深矿井断层防隔水煤(岩)柱留设的探讨

峰峰矿区断裂构造发育,在深部开采的一些矿井,由于水压高,在高压水头和矿山压力联合作用下,断层上盘开采或掘进时,可能发生突水事故,须留设防隔水煤(岩)柱,但由于水压高,留设的防隔水煤(岩)柱尺寸较大,影响正常生产,也不利于断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性精准探查。因此,在保证巷道掘进安全的前提下,重新探讨矿井深部断层防隔水煤(岩)柱的留设,通过分析计算巷道掘进期间底板安全隔水层厚度、超前距表格及公式等,决定Ts暂取0.10 MPa/m进行计算留设,既能满足巷道掘进期间底板安全隔水层厚度及超前距,又能为断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性进行探查与治理创造条件。

山西省两渡煤业二采区10^(#)煤层底板突水危险性评价

两渡煤业大部区域10^(#)煤层带压开采问题突出。采用五图双系数法,对两渡煤业二采区10^(#)煤层底板突水危险性进行了评价预测。在收集井田水文地质条件的基础上,通过分析底板破坏深度、底板保护层厚度、底板隔水层水头压力、有效保护层厚度等突水影响因素,以“突水系数”为主要评价指标,结合“带压系数”,配合“三级判别”,划分了4个带压开采区:非直通式相对安全区(二采区中北部)、非直通式相对危险区(二采区中部)、非直通式危险区(二采区东南部)、直通式危险区(构造发育地段),为带压安全开采提供技术支撑。

沁水盆地长平煤矿煤层底板岩溶裂隙形成条件及发育规律

沁水盆地长平矿位于沁水煤盆地东缘,主要开采山西组3煤及太原组8煤、15煤,矿井采掘生产中主要受到石炭系太原组、奥陶系峰峰组、马家沟组的岩溶承压水威胁。通过分析地质、物探资料,主要研究了各煤层底板岩溶裂隙形成条件及发育规律,岩溶承压水赋存特征及动态规律。结果表明:岩溶形态主要以小溶孔及溶蚀裂隙为主,且随着地层倾向(北西向)呈逐步减弱趋势;石炭系与奥陶系灰岩各含水层均表现为弱富水性,平面上以小型分散状静态水体为主,且随地层倾向逐渐减弱,垂向上各含水层间无水力联系。

带压开采煤层底板的承压能力研究

通过实测资料揭示了煤层底板保护层在一定条件下存在导水和贮水的性能,并剖析了这种性能的水理性质和规律,阐明了起始水力梯度、消压强度、抗水压强度、临界突水系数在概念上的统一性;在此基础上,分析了煤矿突水的机理与模式;并指明了探测研究保护层这一特性在确定开采煤层底板抗水压能力和带压开采安全性等方面的重要意义。

牛儿庄矿带压开采深部6~#煤可行性研究

通过对牛儿庄矿56805工作面水文地质条件的分析及注水试验对工作面底板的最大破坏深度的探测,研究工作面底板隔水层阻水性能,采用突水系数法对56805工作面开采的可行性进行分析。结果表明56805工作面具备带压开采的基本条件,为牛儿庄矿实现安全带压开采深部6#煤提供科学依据。

下组煤底板断层采动活化流固耦合数值模拟研究

为了探究杨村煤矿十采区10603工作面回采下组煤16上煤层是否对贯穿该工作面的10605F5逆断层产生活化从而导致底板突水,建立了考虑水压力情况下的底板断层活化力学模型及含断层开采的流固耦合数值模型,分析了断层是否会活化及工作面回采过程中顶底板、断层的塑性区变化特征,以及采动应力、承压含水层水压力耦合作用下断层带不同位置的孔隙水压力的变化特征。研究表明,在采动应力及底板含水层水压力耦合作用下,底板承压水会沿着断层带向上导升一定的高度,工作面以下大部分断层仍具有较好阻渗性,底板含水层中的水不会沿着断层导入到工作面,工作面的回采不会导致该断层活化。研究结果可为杨村煤矿下组煤含断层开采底板防治水工作提供较好的指导和借鉴作用。

煤层底板破坏规律的数值模拟研究——基于FLAC3D技术

叙述了国内外煤层底板破坏规律研究的现状。根据矿区实地数据资料建立模型,对不同推进距离、不同水压、不同隔水层厚度条件下的底板破坏特征进行模拟分析。