地面区域治理技术在底板承压水防治中可行性研究

针对杨河煤业32071(西)综采工作面底板高承压的特点,拟采用地面区域治理技术对底板灰岩含水层进行探查、治理,通过对比传统井下底板注浆加固工程,从施工工艺、施工成本、施工效果等多个方面进行对比研究,地面区域治理具有明显的优势,明确了在开采区域实行地面区域治理的可行性。

高水压矿井地面区域治理防治水设计

根据《煤矿防治水细则》要求,拟采用地面区域水害治理技术,对该工程治理范围内的巷道底板L8灰岩含水层实施超前探查、注浆加固。重点查明L8灰岩含水层的富水性及落差5m以上断层发育情况。通过地面高压注浆,将受注含水层改造成隔水层或弱含水层,加固断层,封堵断层裂隙通道,提高巷道底板一定厚度范围内岩层整体完整性,增加巷道底板与L8灰岩间隔水层的岩层抗压强度,提高抗水压的能力,降低巷道掘进期间水害威胁程度,保证巷道安全掘进。

矿井地面区域治理技术参数优化研究

本研究的核心是优化地面区域治理钻孔施工及注浆技术参数。首先全面剖析矿区地面区域治理技术,对其核心技术指标与功能进行了深度解析,并指出了目前存在的问题与挑战。针对此问题,提出了相应的技术参数优化方法与策略,包括优化策略总体阐述、参数优化模型构建及优化策略制定与实施。随后,设定了评估优化参数成效的衡量标准与评估方法,并进行了结果分析与展望。最后,提出了未来研究的方向。

基于层次分析法的地面区域治理目的层位优化选择

鉴于两淮煤田太原组地层灰岩多达10~13层,地面区域治理的目的层位具有不惟一性,以潘二煤矿西四采区18413工作面为例,对目的层位的优化选择问题进行研究。突水系数要求是目的层位优化选择的前提,决定了目的层位的选择范围,以C_(3)^(6)灰岩为目的层位,经计算得出其突水系数小于临界值,因此,推断C_(3)^(6)~C_(3)^(12)灰岩为潜在的目的层位。水动力条件、含水层水力联系、导水构造、灰岩间距、灰岩厚度、地层可注性等影响因素是目的层位优化选择的关键指标,而单因素分析确定的目的层位之间具有不相容性,难以实现目的层位的优化选择,因此,采用层次分析法进行目的层位的优化选择。以地面区域治理目的层位的优化选择为目标层,水动力条件、含水层水力联系、导水构造、灰岩间距、灰岩厚度、地层可注性为准则层,太原组C_(3)^(6)、C_(3)^(7)、C_(3)^(8)、C_(3)^(9)、C_(3)^(10)、C_(3)^(11)、C_(3)^(12)灰岩为方案层,建立层次分析模型;构造目标层与准则层、准则层与方案层的判断矩阵,并计算准则层各指标的权重及方案层各方案的单因素分值,经检验一致性比例CR值均小于0.10,判断矩阵一致性较好,满足一致性检验;通过层次总排序计算得到各方案的总分值分别为0.177、0.169、0.170、0.214、0.103、0.114、0.053,其中C_(3)^(9)灰岩总分值最大,表明地面区域治理最优目的层位为C_(3)^(9)灰岩。将层次分析法应用于地面区域治理目的层位优化选择的研究,将定性问题转化为定量问题,实现了目的层位的多因素定量化优化选择,为目的层位的优化选择提供了新方法。

汽车环境风洞地面区域流场数值仿真

目的探究汽车环境风洞地面区域流场规律,获取风洞边界层抽吸装置的最佳抽吸率和底盘测功机对风洞地面区域边界层厚度、风速、总压和静压的影响规律,并比较MRF法和旋转壁面法对底盘测功机转毂转动模拟的精度。方法运用计算流体动力学方法对汽车环境风洞流场进行数值仿真计算。结果边界层抽吸装置对应于喷口风速120 km/h时的最佳抽吸率为0.048。底盘测功机区域总压呈现下降趋势。相比于存在底盘测功机,汽车环境风洞无底盘测功机时,底盘测功机区域内相同位置的边界层厚度会增加1.28~12.22 mm。在前转毂的前侧、上侧、后侧和后转毂的上侧和后侧会有一个高风速区域,区域内风速比设定风速高1%~4%,与无底盘测功机相比,区域内静压值低0.32~46.02 Pa。在前后转毂前侧和后侧与地面相连接的凹部会有一个低风速区域,区域内风速比设定风速低1%~5%,与无底盘测功机相比,区域内静压值高0.08~49.34 Pa。底盘测功机转毂的转动会使附近区域的地面边界层厚度变大。在前转毂前侧,采用旋转壁面法进行模拟比MRF法地面边界层厚度增加近8 mm,而在其他位置,2种模拟方法对边界层厚度的模拟差别在1.5 mm以内。使用MRF法和旋转壁面法对底盘测功机区域风速和静压分布的模拟精度一致,而旋转壁面法对总压趋势的模拟更加准确。结论底盘测功机会对地面区域一定范围内边界层厚度、风速、总压和静压产生影响,旋转壁面法比MRF法更适合底盘测功机区域地面边界层厚度、风速、总压和静压的模拟。

地面区域治理技术在隐伏断层超前探查中的应用

地面区域治理技术因具可地面治理、区域治理、超前治理等优势,在受底板水威胁严重的矿区越来越多地得到了推广应用。地面区域治理钻孔能够一孔多用,其施工过程中的异常信息,如漏失量增大、岩性突变等,是判断断层发育的重要依据,通过施工分支钻孔,能够进一步查清断层发育情况,同时能够对断层进行注浆加固。古汉山矿1705工作面由于三维地震勘探施工较早,构造控制精度较差,在实施地面区域治理工程过程中,通过收集分析施工中的异常信息,进一步施工分支钻孔进行验证,探查出工作面内存在三维地震勘探未发现的两条倾向相反的隐伏断层组成的地堑构造,从而为工作面优化调整设计,完善灾害治理方案提供了重要依据。

地面区域治理精细地质研究

传统的防治水工作,一般需要在回采工作面形成后再进行水害治理,从根本上影响开采的进度,地面区域治理把流程转变为掘进前预先治理,并将治理重点从井下治理转变为以地面区域治理为主,可以精准的对地质结构进行研究,从而保证矿井安全有序开采的同时,做到保护水环境、水资源和降低排水费用,以实现开采、保水双赢的效果。

地面区域治理工程技术在煤矿水害治理中的应用分析

随着煤炭行业的发展,煤矿水害成为制约煤炭生产和安全的重要问题。本文探讨了地面区域治理工程技术在煤矿水害治理中的应用。首先概述了煤矿水害的类型及危害。然后介绍了地面区域治理工程技术的概念、分类及在煤矿水害治理中的应用现状和优势。接着,以某煤矿为例,分析了该矿山煤矿水害治理现状及问题,并说明了选择地面区域治理工程技术的原因和依据。最后,对该技术在煤矿水害治理中的具体应用和效果进行了评价。

构建地面区域时间同步监测系统的研究

为了实现监测网内被授时设备的时间同步及对授时设备状态(时间源信息、板卡信息、报警信息等)、被授时设备时间信息(与授时设备间的时间偏差)等信息,通过在数据网上构建地面区域时间同步监测系统的方法,配置时间同步系统设备和时间时间同步监测系统设备,采用数据网传输PTP时间同步报文并对电力二次设备授时状态进行监测,达到了较高的时间输出精度和监测信息的精度。

地面区域治理项目中确定目的层方法

华北型煤田石炭系太原组下组煤开采,面临下伏富水性强、水头高奥陶系岩溶裂隙地下水的威胁,按照河北省有关规定,开采太原组下组煤时突水系数值不得大于0.1MPa/m,否则应进行底板加固治理,近年来以水平定向分支孔注浆技术广泛应用于地面区域治理工程,科学确定治理目的层成为地面区域治理工程的关键技术之一。采用突水系数法,通过反算目标突水系数,提出了治理后隔水层增加理论值(M_(增))的计算方法,并结合水平注浆扩散半径(R),进一步确定治理理论目的层段。通过与实际工程方案对比,设计治理层位在治理理论目的层段范围。因而,采用本文提出的方法可以优化成本控制,实现水害防治与经济效益的统一,助力矿山企业可持续发展。

煤矿地面区域治理钻孔对大型断层探查的应用研究

断层是煤矿生产过程中常见的地质构造,其发育程度的不同对煤矿的开采造成不同程度的影响。一般断层带附近岩石破碎,强度降低,容易造成片帮、冒顶事故;大型的断层可能导通了煤层下部强含水层,一旦揭露很可能造成矿井突水事故,因此大型断层的探查对矿井的生产具有指导意义。随着地面区域治理钻探技术的成熟和普遍应用,以梧桐庄矿为研究对象,将该项技术应用到大型断层的探查工作上,并取得了显著成效。

煤矿地面区域治理漏失点注浆效果检验方法

近年来我国煤矿随着开采深度的加大,在开采过程中受底板大青灰岩含水层以及奥灰强含水层水害威胁。井田内断层、陷落柱、破碎带等构造较为发育,成为进入采煤工作面的突水通道。采用传统的井下钻探方法对导水裂隙以及隐伏构造的探查与治理难度较大,耗时长,并且危险性大。针对这一情况,采用“地面区域治理”新手段,对钻探过程的漏失点进行注浆,从而达到提前治理改造的目的,因此注浆的质量关乎到治理的效果,本文对注浆效果的检验进行简单分析。

地面区域治理设计与施工常见问题与对策

近年来,随煤矿开采深度的增加,面临的水害问题日益严峻,严重威胁了井下生产人员的人身安全。以峰峰集团辛安矿为例,辛安矿地质条件复杂,断层发育,煤系基底奥陶系灰岩富水性强,水文地质条件复杂。多年开采存在安全隐患,严重威胁矿井安全生产。

地面区域水害治理技术在焦作矿区的探索与应用

焦作矿区是全国著名的大水矿区之一,水患严重,虽然采用了井下底板注浆加固及改造治理措施,但仍未杜绝采掘工作面底板突水事故。为彻底消除底板高承压水害威胁,决定引进地面区域水害治理技术。在探索和应用地面区域水害治理后,提高了底板水害治理效果,杜绝了底板突水事故,有力推动了矿井安全高效可持续发展。

地面区域沉降对高速铁路桥梁工程的影响

由于我国国土面积大,自然环境复杂,在不同特点的地理环境中完成高速铁路建设需要更高技术,以应对不同环境、不同地理位置等因素影响。结合当前高速铁路建设中地面区域沉降的问题进行分析,探究地理区域沉降形成的基本原因以及对高速铁路桥梁建设的影响等,并提出相应的解决地面区域沉降问题的优化策略,以提高高速铁路桥梁工程建设质量,促进我国高铁工程行业的不断发展。

地面压裂弱化厚硬顶板防治冲击地压技术研究及应用

针对高位厚硬顶板诱发冲击地压的问题,常规卸压手段难以达到区域卸压防治冲击地压的目的,提出地面区域预裂顶板防治冲击地压的方法,分析地面预裂顶板卸压防冲的原理,设计孟村煤矿401102工作面地面压裂防冲方案。现场试验在地面安设地面微震,在井下安设井下微震、地音、应力等监测系统,构建“裂隙场—震动场—应力场”等多场多参量联合监测体系。试验结果表明,地面压裂可有效促进压裂区域高应力集中区能量的释放,对目标岩层弱化改造效果较好。

鲁南高铁菏曲段区域地面沉降的防治

区域地面沉降已成为近年来影响高铁达速运营的关键原因之一,鲁南高铁菏曲段建设过程中通过开展变形观测发现部分地段观测数据长期不能收敛,结合沿线水井、矿井排查和InSAR解译成果,确定沉降因素主要为地下水开采和采空区影响。本文分别论述了地下水开采和采空区对区域地面沉降的影响,在鲁南高铁菏曲段建设经验基础上总结了预防和整治措施,可为其他高铁建设控制区域地面沉降提供参考。

上海区域地面沉降模型中土层变形特征研究

根据上海大量地面沉降和水位观测资料,结合室内实验,首次系统分析了上海过量开采地下水引起地面沉降过程中各土层的变形特征及地面沉降在空间、时间上的分布规律,发现上海各土层变形特征差异很大,同一土层在不同地点不同时期变形特征差异也很大。地面沉降受多种因素影响呈现出空间分布的复杂性,土层压缩量的垂向分布,从20世纪90年代之前以浅部土层压缩为主转变为90年代之后以深部和浅部土层压缩为主。这些研究成果将为上海区域地面沉降模型中各土层沉降模型的合理选择提供依据。

中国区域地面气象要素数据集在长江上游流域的适用性评估

从中国区域地面要素数据集中选取1980年~2010年中国区域的降水和气温两个要素,与实测降水、气温资料进行对比分析,采用确定性系数、纳什系数、平均误差和均方根误差4个指标分别从时间变化特征和空间分布特征两个方面对地面要素集的降水资料和气温资料在长江上游流域内数据质量进行系统性评估。结果表明,气象网格数据与实测数据总体误差较小,纳什系数接近于1,拟合度高,具有很好的一致性;气温数据具有很好的一致性,而降水数据在不同子流域数据质量不同。

郑徐高速铁路郑州段区域地面沉降预测分析

针对郑徐高速铁路沿线存在的抽水引起的区域地面沉降问题,以郑州段为例,通过系统分析沿线地下水开采量、开采时间导致的地下水渗流场的变化情况,采用Visual Modflow软件,模拟地下水水位变化,分析地下水流场及降落漏斗范围,结合岩土力学分析法,建立地面沉降数学模型,预测地下水水位下降引发的地面沉降发展的趋势。利用长期观测井水位变化数据对模型进行了验证,模型计算得到的水位和实际水位基本吻合。进一步研究在现状抽水条件下未来10、20年郑州段的地下水位下降和地面沉降发展趋势,分析表明:抽取地下水引起的区域地面沉降大大超过高速铁路无砟轨道工后沉降容许值,建议建立施工期沉降监测网络,并将区域地面沉降最为严重的DK0~DK10段改为有砟轨道形式通过,得到了有关部门和建设单位的批准采纳。