基岩风化带性质对顶板突水溃砂的影响研究——以赵固一矿为例

基于赵固一矿上覆巨厚冲积层多含水层(组)薄基岩的特点,冲积层下部砂砾含水层水压达到4.0 MPa,为高水压含水层。为确定基岩性质对顶板突水溃砂的影响,保证多含水层(组)薄基岩区的正常回采,对水文勘察孔所取基岩岩样进行点荷载、干燥饱和吸水率和室内崩解试验,通过分析岩样各项试验指标随深度的变化曲线,确定基岩性质及其对留设防砂煤柱的影响。试验表明:基岩风化深度超过20 m;距离冲积层底界面0~6.5 m垂深范围内的泥类岩干燥饱和吸水率大于15%,遇水崩解多呈泥状、碎岩片和碎块泥,隔水性能良好,可以有效弥合采动裂缝,可以作为防水煤柱的保护层;冲积层底界面下部0~11.4 m的风化泥岩强度低于4.0 MPa的冲积层下部细砾含水层水压力,防砂煤柱的保护层不能全部由风化泥岩构成,提出防砂煤柱保护层厚度需要大于11.4 m;砂岩耐崩解性强,干燥饱和吸水率远小于泥类岩,阻隔水性能较差,防水煤柱保护层不可以全部由风化砂岩构成。风化砂岩强度大于4.0 MPa的冲积层下部砂砾含水层水压,可以有效抵御上覆水头压力。

侏罗系煤田土-风化带-基岩型顶板导水裂隙带高度预计

为研究侏罗系煤田顶板基岩、风化带和土层对导水裂隙带高度的影响,利用钻孔探查了导水裂隙带在完整基岩中的发育高度和形态,模拟分析了厚土层、厚风化带和厚基岩3种类型顶板导水裂隙带发育特征和高度。根据相似地质条件矿井的导高实测资料,研究了土基比(土层和基岩的厚度比)与裂采比的关系。研究结果表明:侏罗系煤田导水裂隙带在完整基岩中发育的形态为拱形;风化带对导高的影响主要表现在能量被风化带内原有裂隙耗散,从而抑制了导水裂缝的继续向上发育,同时在完整基岩顶部会出现下行裂隙,随着基岩厚度比例减小导水裂隙带形态由拱形逐渐向马鞍形过度。当土基比小于0.4时,裂隙发育至土岩接触面附近,土层对导高发育有抑制作用;当土基比大于0.4,裂隙进入土层后裂采比明显增大,土层中发育上行裂隙,甚至切落至地表;根据实测资料拟合得到了土基比与裂采比的关系式。研究成果为侏罗系煤田导高合理预计提供了参考。

四川红层浅层风化带裂隙水水化学特征的聚类分析

四川红层盆地浅层风化带裂隙水是区内分布最为广泛和目前开采最多的浅层地下水类型,本文通过对大量控制性水样分析结果进行聚类分析,探讨了该地区浅层风化带裂隙水的水化学成分特征及其分布规律,结果表明区内91%以上的浅层风化带裂隙水为HCO3-型淡水,主要分布在中部方山丘陵小区、南部台状低山丘陵小区和东部侵蚀构造平行岭谷低山丘陵小区。该研究可为开发利用浅层地下水提供地学依据。

基于地质概化的坚硬厚基岩覆岩裂隙场演变特征研究

精准掌握采动覆岩导水裂隙带演化特征是防止工作面突水灾害发生的重要基础,尤其对于西部矿井高强开采条件尤为重要。以榆树湾煤矿201西翼盘区为背景,以各砂岩层单轴抗压强度、RQD、砂岩层厚度作为系统聚类分析指标提出了厚基岩地质概化方法,系统研究了不同基岩层厚度对导水裂隙带发育高度、裂隙角度、频次、节理应变能演变规律的影响,确定了导水裂隙带高度与节理总应变能的量化关系。研究结果表明:基于地质概化方法模拟所得导水裂隙带发育高度随基岩厚度增大呈现对数正相关增大趋势,且增加速率逐渐减小,该规律通过与邻近矿井实测结果对比分析,验证了其准确性;随着基岩厚度的增大,导水裂隙带内垂直裂隙发育频次显著增大,水平裂隙反之,这表明基岩厚度的增大对导水裂隙带内水平裂纹的萌生与扩展具有一定抑制作用;导水裂隙带发育高度与覆岩能量释放程度密切相关,随节理最大应变能和总应变能的增加呈指数增加特点,且增加速率逐渐增大。

告成矿滑动构造下导水裂隙带高度分析

为了研究告成矿滑动构造下不同类型顶板的导水裂隙带发育高度,结合告成矿地质采矿条件,利用GMS软件对25采区上覆岩层信息数字化,经算法插值后生成三维地质模型,得到了滑动构造的产状特征。基于地质模型,通过岩层拉伸率计算和数值模拟等方法,对告成矿采空区不同类型顶板的裂隙带高度进行研究。结果表明:滑动构造下的导水裂隙带高度低于常规地质采矿条件下的;滑动构造带以较厚且易碎的特征赋存,煤层采出后主要以变形为主,不易发生断裂,不能形成由下至上贯通的导水裂隙,具有一定的隔水性;滑动构造条件下,在应用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中导水裂隙带计算公式时,需考虑顶板岩层的力学性质等因素。

榆神矿区小保当二号井2-2煤开采对风化基岩含水层的影响预测

榆神矿区地处毛乌素沙漠地带,生态环境脆弱,水资源短缺。煤炭开采时对水资源的保护备受关注。以榆神矿区小保当二号井田为研究区,采用物理相似材料模拟实验,确定了小保当二号井2-2煤层开采导水裂隙带发育高度,在此基础上,通过对比煤层至风化基岩含水层之间的距离与导水裂隙带发育高度的差值,并结合保水采煤试验与采动损害监测结果,引入保护层厚度指标,预测2-2煤层开采对风化基岩含水层的影响程度。研究结果表明:小保当二号井2-2煤层开采后导水裂隙带发育带发育高度约为150m,裂采比约25倍。将2-2煤层开采对风化基岩含水层的影响程度划分为无影响、轻微影响、一般影响、严重影响4种类型,研究区为无影响区和轻微影响区,其中,轻微影响区占全井田范围的0.03%。

西部矿区厚基岩特大采高工作面导水裂隙带发育特征

为了获得西部矿区部分厚基岩、中等埋深赋存条件下特大采高工作面裂隙发育特征,以上湾矿12401工作面为例,采用经验公式、数值模拟与现场实测相结合的方法进行了对比研究。结果表明:现阶段针对我国东西部矿区典型地质条件获得的经验公式很难适用于本文特大采高、厚基岩、中等埋深地质条件下的工作面。基于西部矿区地质条件的经验公式预测结果明显偏大,而基于东部矿区地质条件的经验公式预测结果则明显偏小。基于损伤本构模型的数值模拟结果与实测结果误差小于5%,工作面推进过程中导水裂隙带的发育特征为:由于覆岩软硬岩层的存在,导水裂隙带向上呈台阶形发育;裂隙带形态随着采动程度的变化从“拱形”(三维“壳形”)转变为“马鞍形”(三维“盆状形”)的发育过程。

湖区含水基岩风化带下提高开采上限实测

为提高湖下压煤安全开采上限,在确保开采引起的覆岩导水断裂带不波及地表水体且保证地面建(构)筑物稳定性和对生产生活不产生影响的前提下,解放湖下压煤,减少煤炭损失,以某矿63209工作面为工程背景,设计断裂带高度观测方案并现场实测工作面导水断裂带最大发育高度,在考虑矿井地质条件基础之上,根据规程要求设计西六采区保护层厚度,确定了西六采区3下煤层湖下开采上限。整理分析现场实测结果可得,63209工作面导水断裂带最大发育高度为57.97 m。西六采区含水基岩风化带为11.5 m,设计保护层厚度13.2 m,最终确定开采上限为-137.67 m。

基岩山区寻找构造裂隙水技术的应用

黑龙江省西部贫水区由于水资源缺乏 ,开发构造裂隙水已成为急需研究和解决的问题 ,通过几年实践 ,结合当地实际情况 ,利用电测深法和联合剖面法确定井位 ,提高了成井率 。

四川盆地红层浅层风化带裂隙水及其合理开发利用

四川盆地红层地下水为基岩浅层裂隙水,赋存于红层丘陵区的宽谷风化带中。宽谷为红层地下水的含水单元。红层地下水富集部位在宽谷的排泄区,其地貌标志是宽谷下游较窄峡口的上部,该处有不同程度的沼泽化、盐渍化。红层风化带含水介质的形成经历了中、新生代水盆的沉积作用、成岩作用和表生地质作用等漫长复杂的物理化学过程。红层干旱地区的地下水开发应采用抽水和屯水相结合的方案。

基岩山区构造裂隙水物探方法研究

开发基岩山区蕴藏丰富的构造裂隙水 ,最关键的是如何勘测最佳成井部位。参考国内外勘测地下水的先进方法 ,结合大、小兴安岭地区的实际情况 ,总结、研究出一套切实可行的物探找水新方法 ,介绍了各种物探找水方法的实际勘测步骤和注意事项 ,为基岩山区构造裂隙水的开发提供了有力保障。

孔隙潜水和基岩裂隙水全断面中风化IV级泥岩中刀盘修复和换刀技术研究

结合南京地铁6号线兴兴区间工程,该工程在孔隙潜水和基岩裂隙水全断面中风化IV级泥岩中修复刀盘并更换刀具,在掘进至493环开仓查刀过程中,发现刀盘中心部位磨损严重,为保证后续施工顺利进行,决定进行刀盘修复工作,因此,着重研究本区间的盾构开仓刀盘修复和换刀作业,提出详细的技术措施,最终成功解决了技术问题。

关于泉州地区沉积岩类基岩风化带的工程地质特征和含水性分析

通过对沉积岩类基岩风化带的工程地质特征和风化带泥化性及水理性分析,获得了风化带岩石的一些特定属性。

α径迹法探测新构造裂隙水的研究

一、引言α径迹法是天然放射性勘探方法之一。60年代末开始应用于铀矿的普查和勘探。1979年我们将该方法引用到寻找新构造断裂富水带的工作中来,收到了良好的效果。放射性元素在衰变过程中辐射出的α射线(α粒子)能对固体塑料薄膜探测器轰击、碰撞,形成辐射损伤。经化学处理(蚀刻)后,在光学显微镜下可以观察到许多'蚀坑',称为'α径迹'。在新构造断裂带及其附近裂隙中。

蓟县电厂二期工程基岩风化带的划分

分析蓟县电厂基岩构造风化的特征，进行了风化带的划分，并应用于桩基工程设计。

薄基岩厚冲积层倾斜采场覆岩破断及裂隙带发育高度研究

针对新河煤矿3302工作面薄基岩厚冲积层条件下煤层开采易发生透水事故的隐患,建立"砌体梁"结构模型并分析其稳定性,利用数值模拟的方法模拟倾斜工作面覆岩导水裂隙带发育高度,最后通过现场测试进行验证。结果表明:薄基岩厚冲积层条件下的倾斜工作面基本顶在发生破断后形成的"砌体梁"结构易发生回转变形失稳和滑落失稳,采空区导水裂隙带发育高度为55.3m,裂采比为11。

薄基岩区覆岩采动破坏特征与控水控砂性能评价

针对浅部煤层露头区近松散含水层下开采溃水溃砂问题,以鲁西煤矿3上126工作面为工程背景,采用物理模拟、数值模拟与现场实测三者相结合的方法,研究了该工作面覆岩破坏特征及导水裂隙带高度,基于黏土层、风氧化带和保护层建立了控水控砂关键层的评判标准及控水控砂性能评价体系,结合现场实测裂采比预计了不同采高条件下导水裂隙带高度,进而确定了不同基岩厚度条件下的限高开采方案。结果表明,在采高3.5 m条件下,物理模拟和数值模拟导水裂隙带高度分别为43.5、46.5 m,裂采比分别为12.43、13.29,而现场实测导水裂隙带高度为41.51 m,裂采比为11.86;3上126工作面上覆黏土层和风氧化带控水控砂性能高,因此,影响安全开采的因素主要为保护层的控水控砂性能,其主要取决于剩余基岩厚度与采高比值。不同基岩厚度条件下的分段限高开采方案,为提高开采上限和防治新生界底部松散含水层水害提供了理论依据。

基于FAHP-GRA法的风积沙覆盖风化带潜水富水性评价

我国西北地区煤炭资源总体埋藏浅,厚度较大,煤层顶板充水受到地表水、风积沙潜水、基岩风化带水等综合影响,目前对于这一相对复杂含水系统的富水性评价研究仍不足。为了对该地区富水性做出综合评价,以东胜煤田转龙湾煤矿为依托,结合该区域的特殊地质情况,选取第四系砂层覆盖厚度、岩心采取率、单位涌水量、渗透系数、风化带厚度、砂岩岩性系数、地表地形和地表岩性作为顶板第四系及基岩风化带含水层的富水性影响因素,通过FAHP的方法以ArcGIS为平台,结合GRA灰色关联度将本矿区富水性等级划分为:弱、中等、较强,并依据等级从客观方面确定了富水性划分的阈值。结果表明:FAHP-GRA法得出的矿区潜水含水层相对富水性较强区与实际探放水资料中水量较大的孔位基本吻合,验证了该模型评价矿区综合富水性的准确性。

厚松散层薄基岩不同开采方式下垮落带高度探究

为了探讨厚松散层薄基岩下不同开采方式开采二叠系山西组特厚3煤层两带发育特征,以鲍店煤矿西部所在区域为地质背景,系统分析了研究区第四系松散层下组地层组成结构、厚度和视电阻率等量化指标,对下组地层进行了再划分,可按留设防砂安全煤岩柱进行开采。在此基础上,建立了厚松散层薄基岩下3种不同开采方式的工程地质模型,获得了不同开采方式下垮落带高度、垮采比和导水裂隙带高度量化取值参数,发现沿倾向开采顶板破坏程度和高度大于走向的,综放开采引起的垮落带高度比其他开采方式的结果明显变大,其增加幅度已是第1分层开采的2.5倍。研究结果对研究区开采方式选择具有重要的参考价值。

内蒙古阿拉善山区基岩裂隙水的基本特征

阿拉善地区,位于内蒙古高原的西部(北纬39°20＇～42°,东经102°～106°30＇),面积约七万平方公里,其中基岩山区约二万平方公里,占全区面积的30％。基岩山区的分布见图1。 阿拉善地区,是我国西北的主要牧区之一。为使本区牧畜业的稳步发展,有效地开发利用山区的水、草资源是一个非常重要的条件。山区中的谷地、槽地。