基于FlAC^(3D)模型的新集一矿岩溶水危险性研究

新集一矿1#煤层为矿区埋深最大的山西组煤层,太原组灰岩含水层是1#煤层开采时威胁最大的含水层。为合理评价1#煤层受太原组灰岩突水的威胁及煤层的可采性,按照煤层底板隔水层厚度、岩性组合及其力学性质,建立了FlAC3D模型。通过该数值模型对1#煤层进行模拟40m、80m、120m三次开挖,并用顶底板岩层的主应力差来反映其所处的变形阶段,分析了顶板来压前后底板的不同应力状态对突水危险性的影响,获得了开采1#煤层的顶板最大悬顶距、底板最大破坏深度等参数,认为开挖长度达到105m时,是最易突水位置,从而为后续详细勘探和工作面设计工作提供了参考。

大倾角煤层综采工作面安全回采技术实践

在分析大倾角煤层开采矿压显现及岩层移动特征的基础上,提出了大倾角工作面"支架-围岩"相互作用关系,并对大倾角综采工作面支护系统稳定性进行分析。以新庄孜煤矿56104首个综采面为例,从顶底板的稳定性控制和支架结构参数设置两方面入手,对大倾角综采工作面关键回采技术进行了研究。

灰色关联理论在矿井瓦斯涌出灾害预测中的应用

基于灰色理论分析方法,建立了煤层瓦斯涌出量及其影响因素的数学模型,根据某煤矿14#煤层各影响因素的灰色关联度来对煤层瓦斯涌出情况进行预测;最后对推导结果进行了实际检验。检验成果表明用该方法对煤层瓦斯涌出量进行预测是可行的,可为矿井瓦斯灾害预测提供参考依据。

煤矿复杂地质条件精细预测预报技术及应用

三维地震勘探信息挖掘不足及与矿井采掘地质信息脱节是矿井地质保障工作中存在的普遍现象。针对影响郭家河煤矿安全生产的主要地质问题,利用采区三维地震勘探成果和矿井采掘信息的集成和融合,对煤层厚度、地质构造、水害等矿井地质条件进行精细预测预报研究。建立了以矿井开采和测井资料为约束条件、多参数反演煤层厚度的综合预测技术,使煤厚预测准确率提高15%;采用地震属性融合技术提高小构造的识别能力,预测地质构造准确率提高30%。基于三维地震信息识别含水砂体的空间分布,建立了充水含水层富水性层次分析结构模型和水害危险性地质预测方法。研究成果对复杂地质条件煤矿的安全高效生产提供了低成本但有效的地质支撑。

矿井工作面地质异常综合探测技术应用

矿井工作面内煤层厚度变化、异常体、小构造等地质问题是煤炭回采过程中迫切需要解决的关键问题。以淮南某矿1410(1)工作面探测煤层变薄带为例,介绍了综合利用无线电波透视技术和地震槽波技术圈定煤层厚度异常区域的方法。解释结果与工作面回采揭露的煤层变薄区域进行对比,结果表明综合物探方法探测的异常区域与实际揭露的煤层变薄区域较为吻合,特别是无线电波解释的异常区域1、2、3、5与实际揭露的变薄异常区域1、2、5、6吻合较好,而地震槽波解释的1、2号异常区域与实际揭露的1、2、3号异常在位置上也较吻合,且异常区域的大小差别也较小。在该探测实例中,无线电波透视技术以吸收系数0.04作为异常边界、地震槽波以波速2200m/s作为异常边界进行解释时,其结果较为准确,且地震槽波技术分辨力较无线电波透视技术更为细致。

平顶山煤田十三矿二_1煤层厚度特征及山西组聚煤规律探讨

通过对平顶山煤田十三矿二1煤层厚度特征及沉积环境等相关资料的整理、分析,认为二1煤厚度大、煤质好,但区内中部出现较大范围的分叉区,表现为煤层厚度变薄直至尖灭,其分叉型式属二分式。根据二1煤层的形成机制及其变化规律认为,影响厚度变化的主要因素为原生沉积环境,后期构造及大占砂岩的冲刷影响仅限于局部。该研究对矿井生产具有一定的指导意义。

安徽省卧龙湖煤矿煤中过渡金属元素地球化学特征

为了深入了解煤中过渡金属元素的地球化学特征及其对煤成烃的影响,对卧龙湖煤矿二叠系10煤层的23个煤样进行了过渡金属元素含量和灰分产率测试。结果表明:煤中主量过渡金属元素Fe和Ti含量明显较上地壳中元素含量低,微量过渡金属元素中只有Ni和Cu的富集系数大于1,整体上看煤中过渡金属元素含量普遍较低。Co,Ni,Y,Cr,Cu与煤中灰分产率呈正相关,以无机结合状态存在。Cu和Fe的含量与煤层瓦斯含量有一定的相关性,初步认定两者在煤成烃过程中具有催化作用,但需进一步证实。

新驿煤矿下组煤矿井涌水量预测研究

在系统收集水文地质资料的基础上,运用"大井法"和水文地质比拟法对开采16煤的涌水量进行了预测,利用突水系数法,对八采区16煤底板奥灰突水危险性进行了评价,得出了突水系数分区图。经综合分析对比,采用大井法的预测结果:即开采16煤正常涌水量为482m3/h,最大涌水量为540m3/h;奥灰突水量初期为1 083～10 640m3/h,一般为660～4470m3/h;如对奥灰采取疏排降压方案,疏降排水量预计为770m3/h。此结果可作为矿井回采阶段防治水设计的参考。

综放开采煤层顶板离层积水涌突特征及防治关键技术研究

通过对大埋深巨厚煤层综放开采条件下多起异常涌突水事故的研究,发现了一种新的矿井涌突水致灾类型,即煤层顶板覆岩离层积水涌突灾害,并提出相应的水害预测预报系统和防治技术体系,在生产实践中得到推广应用。在研究陕西省黄陇侏罗系煤田永陇矿区崔木煤矿工作面顶板离层积水涌突水事故时发现:离层积水涌突具有突发性强、危害性大、防治困难等特点,积水离层主要发育在白垩系砂砾岩与侏罗系泥岩接触带以及白垩系下部砂砾岩段,离层积水的补给来源以白垩系砂砾岩地下水为主,离层积水形成、赋积和涌突受覆岩结构,破断特征,开采方式和采放高度、推进速度等多种因素控制。实践证明:离层水害防治,可采用地面直通式导流泄水孔与井下探放水孔相结合的疏放手段,和以控制采高、推进速度、强化疏排为主要措施的综合防治技术体系;离层水害预警,可采用以监测孔水位、覆岩破断距、工作面来压、支架异常状态、围岩异常变化、瓦斯释放速率突增等为核心指标的联合预测预报系统。

孙疃煤矿82采区下石盒子组主采煤层厚度变化特征及地质控制因素

孙疃煤矿位于淮北煤田南部,其82采区下石盒子组7_2、8_2煤层作为下阶段主要开采对象。根据煤矿钻孔资料统计:8_2煤层厚度为0~4.31m,平均厚度为1.70m,其煤层变异系数为81%,可采指数为0.80,为不稳定煤层;7_2煤层厚度为0~3.62m,平均厚度为1.14m,其可采指数为0.58,煤层变异系数为88%,为极不稳定煤层。采区煤层呈条带状分布,整体可分为南部、北部赋煤带以及中部不可采区。南北赋煤带为中间厚,四周薄,不可采区可采煤层为中厚煤层。整体上研究区煤厚厚度变化的控制因素作用大小为:沉积环境>古河道冲刷>构造变动>岩浆作用。

潘集深部勘查区山西组煤层发育及顶底板工程地质特征

潘集深部勘查区作为淮南煤田资源接替基地现已进入详查阶段,为了查明山西组煤层赋存特征与工程地质条件,基于对勘查钻孔资料的统计分析,详细分析了1煤和3煤赋存以及夹层岩性、厚度发育特征。结果表明,山西组1煤和3煤区域平均厚度为3.5m;F66断层以北1煤受岩浆侵蚀,不可采范围集中分布,3煤不可采区域在F66断层两侧零星分布;1煤和3煤间夹层岩性以泥岩为主,平均厚度仅为1.25m。在此基础上,进一步探讨了1、3煤顶底板的岩石强度、岩性组成与结构组合工程地质特征,初步划分顶底板岩性组合类型,为深部矿井的设计和建设以及开采地质条件评价提供可靠的地质资料。

梁北二井水文地质特征及充水因素探讨

通过对井田边界条件、主要含水层的富水特征、断层的水文地质特征以及地下水的补给、径流及排泄条件的分析研究,认为二1煤层顶板的直接充水水源为顶板砂岩裂隙水,底板的直接充水水源为石炭系太原组上段石灰岩岩溶裂隙水,底板的间接充水水源为石炭系下段太原组灰岩岩溶裂隙水和寒武系白云质灰岩岩溶裂隙水;矿井充水通道为顶板砂岩、底板灰岩的裂隙和断层带。采用大井法对先期开采地段二1煤层-700m水平的矿井涌水量进行了预算:正常涌水量为947m3/d,最大涌水量为1140m3/d。结合邻近矿井的调查,认为计算的涌水量是可靠的,可作为煤矿建井设计和水害防治的依据。

顺和西煤矿区地温特征及其影响因素分析

顺和西煤矿区属华北地台型含煤沉积、石炭、二叠系为其主要含煤地层,山西组的二2煤层为主采煤层,埋深585～1 585m。由于永城隐伏背斜两翼发育的次级宽缓褶曲及其高角度断层,控制着本区含煤地层的分布,故该矿区的地温亦受各种地质因素的作用与控制,表现为同一水平地层越老温度越高,背斜轴部地温和增温率均高于向斜轴部;中北部地温梯度较高,增温异常;南部、东北局部地温梯度较低,增温正常;地温梯度随深度的增加而减小,并在岩浆侵入地段与非侵入地段也有明显差异。地温随深度或煤层埋深的增大而增高。二2煤层除局部较浅地段为一级热害区外,二级热害区基本覆盖全区。

东光煤矿煤层对比

东光煤矿含煤地层为龙潭组,含煤层数多,煤层厚度变化大。根据矿区地质资料及测井成果,采用标志层法、古生物法,测井曲线特征对比法、煤质分析等方法对煤层进行综合对比。准确判定了该区可采煤层6煤、14煤、16煤、21煤、23煤、27煤及其相应标志层B3、B4、B6、辅1、辅2、B7、B9,的位置关系,并在此基础上对各煤层厚度的变化趋势进行了定性解释。

黄陵一号煤矿2号煤层瓦斯赋存规律探讨

在分析褶皱和断裂构造对煤层瓦斯赋存影响的基础上,根据黄陵一号煤矿的区域地质演化情况和地质构造特征,分析了影响黄陵一号煤矿2号煤层瓦斯分布的主要控制因素,并对井田深部煤层瓦斯的赋存状况进行了预测,对矿井后期的安全生产具有一定的指导作用。

韩城矿区兴隆煤矿开采11~#煤层底板突水分析

通过韩城矿区兴隆煤矿水文地质补充勘探的成果,对煤矿内与11煤层开采密切的奥陶系岩性组合及水文地质条件进行了分析,认为煤矿内奥灰水具弱富水性特征;煤层底板到奥陶系顶板之间的岩性以铝土质泥岩为主,分布普遍,连续性好,为很好的隔水层;奥陶系峰峰组一段在煤矿范围内厚度稳定、分布连续,岩性组合以泥灰岩、泥云岩等难溶岩为主,对于下部上马家沟组二段含水层进入矿坑起到阻隔作用,可以作为煤矿开采11#煤层的保护层。在此基础上进行了煤矿的突水系数计算及分区,发现突水系数小于0.06MPa/m安全区的面积占到11#煤层可采面积的90%,资源量为3938万吨,占11#煤层总资源量4 228.07的93%,11#煤层的绝大部分得到解放。同时对带压开采11#煤层提出了合理的建设性意见。

工作面顶板动态离层水治理研究

2005年5月21日淮北矿业集团海孜煤矿745工作面发生了瞬时水量达3887m^3/h的特大溃水事故,经分析发现,此次溃水事故的水源来自7煤层顶板砂岩离层积水,是在复杂水文工程地质条件下,采煤工作面顶板产生的一种动态突水水源。针对离层突水的动力特点,在工作面回采影响以外的下山方向布置钻孔,并采取在工作面采前、采中和采后持续放水的措施,有效地阻止了离层水源的产生,保证了工作面安全生产。

河北武安云驾岭煤矿2#煤层瓦斯赋存主控地质因素分析

基于云驾岭煤矿瓦斯涌出量异常变化的现象,收集地质勘查及煤矿生产期间揭露的地质构造及瓦斯信息,运用瓦斯地质理论,从煤层瓦斯生成、运移、储存的角度,研究岩浆岩侵入、煤层埋深和断层等地质因素对2号煤层煤质、生烃能力、煤层渗透性、瓦斯含量等参数以及煤层瓦斯赋存的影响。研究结果表明岩浆侵入提高了2号煤层的变质程度、瓦斯储集能力和渗透性,促进了煤层二次生烃,同时岩浆热液产生的高温高压作用使煤层瓦斯大量逸散;岩浆侵入对煤层瓦斯的生成、运移和储存均产生了影响,是煤层瓦斯赋存的主要控制因素,断层特征及分布影响了瓦斯的储存和运移,煤层埋深影响了瓦斯的储存,断层和煤层埋深是煤层瓦斯赋存的一般影响因素。

金沙龙凤煤矿测井曲线特征及其在煤岩层对比中的应用

龙凤煤矿含煤地层为海陆交互相的上二叠统龙潭组,含4号、5号、9号和13号四层可采煤层,其中5号煤层和9号煤层间距较小,煤层特征差异不明显,部分钻孔5号煤层和9号煤层的对比难度较大。根据所掌握的地质资料,结合测井成果,总结出该矿区所特有的测井曲线特征:煤系地层龙潭组的上覆地层夜郎组和长兴组分界处自然伽马和视电阻率曲线界面陡直特征;5号煤层顶板的自然伽马高异常与9号煤层底板的自然伽马高异常特征;13号煤层顶板的自然伽马高异常与15号煤层相对高自然伽马异常特征;15号煤层下伏地层茅口灰岩陡直视电阻率与自然伽马曲线特征。依据其测井曲线,准确的划分出二较厚煤层(约4m)、而相距仅6m的5煤层与9煤层。

基于GIS和脆弱性指数法的矿井底板突水危险性评价

为了评价潘北煤矿A1组煤底板突水危险性,分析了影响该矿井煤层底板突水的主控因素,利用GIS软件强大的空间分析功能,对影响矿井煤层底板的各个主控因素建立空间分布专题图;利用脆弱指数法建立主控因素体系,并确定各个主控因素对底板突水危险性贡献的权重,将各个主控因素进行无量纲处理后按照权重进行复合叠置,在定量化的基础上对矿井底板突水危险性进行分区,将底板已有出(突)水数据与分区结果比较,结果表明,脆弱性指数法可以客观、定量、有效地评价煤层底板突水危险性。