葛泉矿北翼奥陶系灰岩水文地质特征分析

为保持矿井可持续发展,了解下组煤资源特征,对影响下组煤开采的最强潜在充水水源的奥陶系灰岩含水层进行了研究。本次研究奥灰顶界面下100 m的水文地质情况,通过钻探、抽水试验、采样化验等手段,查明奥陶系灰岩含水层具有明显的不均一性和垂直分带性,奥灰含水层岩溶发育形态一般,局部良好,富水性为中等强,水质类型以HCO 3-Ca、HCO 3-Ca·Mg型为主,为将来下组煤资源的开采提供水文地质依据。

阶梯式导水断层带探查及水害防治技术

对于底板奥灰水带压开采矿井,在采掘过程中针对其隐伏导水构造的探查与治理是矿井防治水的重点。以黄玉川煤矿6上煤二水平辅运大巷掘进过DF6断层带水害探查与治理工程为例,采用钻探、化探、放水试验等方法,查明DF6断层带为多个断层组成的阶梯式断层带,断层带富水并受到底板奥灰水的补给;采用超前钻探结合帷幕注浆的方法,施工了15个注浆治理钻孔及3个检验孔,对6上煤二水平辅运大巷顺利掘进前方DF6断层带进行治理,治理效果良好,有效保障了6上煤二水平辅运大巷过断层带时的掘进安全。

改进的富水性预测评价方法

在绝大多数煤矿水文地质研究落后于地质勘查的背景下,在以往常规的富水性评价方法基础上,兼顾资料的充足性及评价的合理性,在富水性评价体系中加入地质勘查测井数据,建立了一种基于测井资料和水文地质参数的改进的富水性预测评价方法。以东滩煤矿第三、五、七采区奥灰含水层为研究对象,结合有限的水文地质资料和丰富的地质勘查测井数据,选取单位涌水量、钻孔液漏失量、岩芯采取率、视电阻率、自然伽马值5个因素作为主控因素,建立了加入测井资料的改进的东滩煤矿奥灰含水层富水性多元信息评价模型,结果显示该评价模型与实际较为贴合。

贺昌煤业8号煤层奥灰含水层地层特征分析

基于鑫飞贺昌煤业井田地质及水文地质特征,结合以往煤矿开采过程中的水文地质情况,对贺昌煤业矿井防治水工作进行分析总结,同时根据未来三年采掘衔接计划,预测今后采掘过程中可能存在的水患问题,并有针对性地对8号煤层底部奥灰含水层地层特征进行分析,并提出有效的防治水措施,研究制订矿井防治水长期规划,保障矿井生产的安全顺利开展。

回坡底煤矿奥陶系灰岩含水层水文地质条件评价

为了研究回坡底煤矿奥陶系灰岩含水层的水文地质特征,采用地下水化学动力学和水文地球化学基本理论,对奥陶系灰岩含水层的水文地质、水动力学和水化学特征进行定性分析和定量评价,为回坡底煤矿制定科学合理的防治水措施提供依据。研究表明,坡底煤矿奥陶系灰岩含水层由南向北水质类型变化依次为SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg→HCO_(3)·SO_(4)-Na·Ca→HCO_(3)-Ca·Mg→SO_(4)·Cl-Ca·Mg;研究区南部及东部含水层埋藏较浅,透水性较强,地下水径流较快,岩溶较发育;中部波浪状条带范围内岩溶比较发育,形成一中等的地下水径流带;北部及西北部含水层埋藏较深,透水性较弱,地下水径流缓慢,岩溶不发育。

阳煤二矿巷道过富水断层防治水技术研究与应用

为保障阳煤二矿15^(#)煤层五采区集中回风巷过导水断层间的安全,通过理论分析、瞬变电磁法勘探、井下钻探等手段,探查F6断层的富水性、分析其水源。结果表明:F6断层导水性强、补给充沛,通过钻孔无法短期内有效的疏放,采用全断面钻孔注浆工艺进行堵水,注浆后验证钻孔涌水量极小,保障了巷道的安全掘进又节约了工期。

西冯街矿3402工作面带压开采安全性评价

西冯街矿3402工作面为3号煤层四采区首个带压开采工作面,为探究其带压开采的可行性,通过数值模拟、现场勘探等方法研究其底板隔水层厚度、隔水性能等具体特征,结果表明:工作面回采引起底板破坏深度最大值为25.50 m,与奥灰含水层顶面平均距离51.61 m,有效隔水层厚度为26.11 m,大于理论计算确定的极限厚度10 m,突水系数为0.019 MPa/m,小于规范要求的0.1 MPa/m,工作面能够正常带压开采。

突水系数计算公式适用条件的探讨

本文分别利用突水系数法、水头压力值法和隔水层阻水性能评价方法,对大佛寺煤矿三采区9+10号煤层带压开采进行安全评价,得出完全不同的两种结果。其中利用突水系数和水头压力值法评价,三采区属于带压开采安全区;而利用隔水层阻水性能法评价,则三采区属于带压开采危险区。由此认为突水系数法有一定的适用条件,当有效阻水带厚度承担不了该范围的承压性时,采用突水系数法进行奥灰水带压安全性评价将失去其有效性。

大采深矿井地面区域治理奥灰水害关键技术研究

为安全开采邯邢矿区深部煤炭资源,提出了"区域超前治理"奥灰岩溶水害理念,开展了华北型煤田大采深高承压水安全开采成套技术研究课题;从理论上研究得出"分带分时段突破"底板突水机理;采用阻水系数法评价试采区底板隔水层承压能力;成功地研究出地面多分支近水平定向钻探关键技术;从岩石力学和水动力学阐述了裂隙含水层中水平孔注浆浆液扩散机理,并给出了孔距计算公式;对于钻遇岩溶或断裂构造状况,研究出了铺底浆液控制技术。地面区域超前治理奥灰水害成套技术在九龙矿成功应用,取得了显著技术经济与环境效果。

地面水平分支孔注浆超前治理奥灰底板突水技术

为解决煤层底板高承压奥灰水的突水问题,九龙矿采用区域超前治理方法对15445N工作面的奥灰含水层进行底板突水防治。通过地面水平定向分支钻孔注浆,封堵含水层顶部的导水通道,增加隔水层厚度,并在回采工作面外围巷道构筑防水闸门,实施疏水降压;并经对底板承压含水层的水压和水质检测监控,及时掌握涌水水源及水质变化情况,并验证封堵效果。试验结果表明:15445N工作面安全回采400 m后,3号钻孔的最大涌水量从30 m3/h下降为18 m3/h,回采期间工作面正常涌水量降为48 m3/h,对该区域奥灰水超前治理取得了良好效果,实现了带压安全开采的目标。

古交矿区奥灰岩溶发育特征及主控因素研究

为查明古交矿区奥灰岩溶发育特征及控制因素,通过对野外地质观查、水文地质钻孔资料对比及室内试验分析得出:峰峰组顶底分别发育一段相对隔水层,中间为第1岩溶含水层,上马家沟组底部为相对隔水层,上部分别为第2、3岩溶含水层;奥灰顶部充填型相对隔水层受古构造运动控制,奥灰强弱相间的岩溶现象受其岩性韵律组合的控制,泥灰岩段成为裂隙岩溶含水层段是因为石膏层的盐丘作用产生了似层状的膏溶角砾岩带、压碎岩带和裂隙带。研究认为古交矿区峰峰组顶部近30m厚的充填型隔水层及下段泥灰岩石膏层可作为隔水关键层。

Visual Modflow模型在白涧铁矿区矿井涌水量预测中的应*用

在分析确定白涧矿区水文地质边界条件的基础上,运用实测资料对Visu-almodflow模型进行识别和验证,同时修正了含水层的参数,修正后的模型较为可靠,可用于白涧矿区涌水量的预测。依据矿区奥灰含水层边界条件和渗透系数的不同,设计了-200 m和-400 m水平面不同边界及渗透系数三个方案对矿井的涌水量进行预测。结果表明:方案2的涌水量比较合理,能较真实的反映白涧铁矿矿体分布区水位疏降至-400 m时的涌水量情况,预测其涌水量为7 505 m3/h。

奥陶系石灰岩含水层钻孔隐性漏水机制与防治方法

由于封堵不良钻孔形成的导水通道而造成煤矿突水事故时有发生,特别是奥陶系石灰岩含水层(简称"奥灰")钻孔隐性封孔不良,其形成的水害隐患更具有突发性、隐蔽性,对安全生产影响严重。以兴隆庄煤矿为例,通过对三灰地层的一采区石门巷道新增出水点、出水水样呈奥灰水质特征以及奥灰、十下灰水位异常等水文地质异常现象的分析研究,可以判断奥灰钻孔具有隐性漏水。主要原因是由于地质条件变化,在未下套管前的钻孔意外进入奥灰富水区,从而导致高压、高流速水流向其他含水层排泄,使得水泥封孔效果不佳形成隐性导水通道。据此提出井下钻孔化学注浆的防治方法,可对该类水害的防治有指导意义和借鉴价值。

某矿区带压开采逆断层活化及突水性分析

根据某矿区732工作面的实际地质特征,建立了力学模型,给出了断层位置法向应力和剪应力的计算公式,计算了该矿区在开采过程中F16逆断层面上的法向应力和剪应力,得出:随着732工作面的开挖,F16逆断层面产生附加法向应力和附加剪应力,附加的法向应力使得断层带内张性裂隙产生与发展,附加的剪应力使得断层带内剪切裂隙和断层两侧的剪节理张开,透水性增强。在此基础上,利用RFPA2D-Flow有限元软件模拟了732工作面开采过程中顶板破坏情况及底板渗流特征,结果表明:732工作面开挖过程中,由于F16逆断层浅部紧闭不导水以及底板页岩未破坏,对盘含水层到采场之间没有形成贯通的裂隙通道,奥灰水不能溃入采场,底板渗流量不足以发生突水危险。

巨厚奥灰含水层煤系基底的安全开采技术

开滦矿区通过研究煤系基底阻水带厚度和阻水性能 ;综合探查导水通道的分布 ;有针对性制定安全技术措施 ;对深部开采条件适宜的矿井 ,实施疏水降压开采等综合配套防治技术 。

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。

邯邢矿区奥陶系灰岩上部注浆改造技术

注浆改造是华北型煤田下组煤开采的有效防治水技术之一。但是目前该项技术只能解决浅部上组煤问题,随着采深的增大,注浆改造煤层底板薄层灰岩含水层已不能满足安全开采条件。以东庞矿下组9号煤开采为例,分析了奥陶纪峰峰组岩溶含水层富水特征,研究了对奥陶系顶部进行注浆改造的可行性和相关技术问题,得出,对东庞矿奥灰上部进行注浆改造在技术上是可行的,合理的注浆改造厚度为40 m。试验性注浆结果表明,钻孔涌水平均堵水率达到74%,注浆效果良好,并提出了下一步防治水工作建议。

渭北奥灰承压水矿区煤炭开采对水资源的影响及保护

随我国煤炭开采向深部发展,奥灰承压水体上开采导致底板突水与其生态水位下降之间的矛盾日益突出。在分析渭北澄合矿区典型工作面5号煤层含(隔)水层组合特征的基础上,采用理论计算与现场实测综合确定5号煤层开采的底板破坏深度,从含水层结构破坏、生态水位、水质等方面研究了煤层开采对底板承压水的影响。结果表明:澄合矿区5号煤层开采底板破坏深度8~10.8 m,不同工作面斜长与底板岩性组合是影响该区底板破坏深度的主控因素,工作面斜长与底板破坏深度呈正相关,与底板含(隔)水层组合为负相关关系,煤层开采对底板含水层结构影响程度由大到小分别划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级区,其中,Ⅰ级区主要分布于中南部和北部,面积为6.78 km2,占总面积的45.2%;煤层开采尚未对含水层水位、水质造成明显影响。提出以底板注浆加固技术为主保护水资源,稳定生态水位,为渭北地区煤炭工业健康发展找到有效途径。

兖州煤田中深部奥灰含水层水文地质条件研究

基于兖州煤田下组煤开采主要受奥灰水威胁,为了指导该煤田下组煤安全开采,对兖州煤田中深部矿井采用水文地质钻探、水化学测试、岩样测试、抽(放)水试验、含水层水位动态观测等多种探查手段对奥灰含水层进行了综合勘探,并根据勘探成果资料对奥灰含水层进行了综合分析和研究,总结得出了奥灰含水层的水文地质特征规律。研究结果表明:兖州煤田中深部奥灰含水层径流条件较差,相对滞留,但补给充沛,富水性弱到强;Ca^(2+)、Mg^(2+)可作为奥灰水的判别指示离子;奥灰含水层顶部存在有厚度不小于10 m的不富水的相对隔水层段。配合相应的防治水技术措施,实现下组煤安全带压开采是可行的。

基于抽水试验的北公村2号大型断层阻渗性研究

为探究东滩煤矿七采区内北公村2号大型断层的阻渗性,在分析研究区地质及水文地质条件的基础上,结合现场水文地质补勘钻孔揭露的3煤层顶板砂岩和奥灰2个含水层稳定流抽水试验结果,初步分析了抽水试验相关数据,获得了奥灰含水层水文地质参数,发现不同位置奥灰富水性存在较大差异性,认为3煤层顶板砂岩含水层与奥灰含水层无水力联系。基于兖州矿区内现场压渗试验所获取的断层阻渗性量化参数,建立了该断层阻渗地质模型,并进行了阻渗性类比计算,与抽水试验结果对比,进一步得出该断层具有良好的阻渗性。研究结果对研究区3煤层开采工作具有科学的指导意义。