关于掘进巷道底板隔水层安全水头值计算公式的探讨

本文对仍在执行的原煤炭部颁布的《煤矿防治水工作条例》第 34条提供的掘进巷道底板隔水层安全水头值计算公式进行了分析探讨 。

常村煤矿采空区储水可行性分析

为保护常村煤矿区域的水资源,以常村煤矿N3-16工作面为研究对象,确定工作面覆岩结构类型为“沙-土-基”型,关键隔水层为红土层。引入了一种创新的水循环技术,该技术将采矿工作面后的空洞区域转变为地下水保持区,实现了地下水库的“引导—保存—利用”循环系统。建立采空区储水空间需求模型,计算出工作面采空区在采高范围内理想条件下储水量可达49万吨。设计了采空区密闭墙的结构与尺寸,得出密闭墙承受的安全水头值为18.4 m,进一步得到警戒水位线为14.7 m.计算得到采空区储水留设煤柱尺寸至少为15.5 m.结果表明,常村煤矿利用N3-16采空区进行储水是充分可行的,其安全性及承压能力能够满足储水复用的要求。

大南湖矿区煤层顶板砂岩水疏放效果研究及应用

新疆哈密大南湖矿区侏罗系煤层顶板砂岩含水层的孔隙、裂隙发育,孔隙度高,但全部疏干难度大。通过有限钻孔疏放,非均质含水层内存在水力梯度,且水力梯度越小流量越小、残余水头越难完全疏干。这种现象在现场实践过程中也得到有效验证。确定合理含水层安全水头值尤为重要。根据安全水头值对疏放水钻孔涌水量、孔口压力值进行分析论证,最终确定疏放水效果是否达到安全回采标准。

何家堡煤业奥灰水带压开采安全性分析评价

本文在对何家堡煤业矿井地质情况和水文地质情况进行分析的基础上,采用突水系数法、安全水头值法2种方法对各可采煤层回采工作面底板奥灰水带压开采情况进行评价,以进行比较佐证结论,为矿井科学合理地进行生产布局提供了前提基础,从而保证整个矿井的安全高效生产。

善福煤矿底板奥灰水承压开采安全性评价

善福煤矿计划开采15-3煤层,与下伏奥陶系石灰岩含水层之间隔水层厚度较小,为预防奥灰水给矿井安全生产带来的影响,通过对矿井水文地质条件分析、隔水层岩石力学特征计算、突水系数法评价等手段,对矿井15-3号煤层奥灰水突水危险性进行评价。经过计算:矿井隔水层厚度及力学性能指标能够承受现有奥灰水水头压力,突水系数法评价矿井承压开采区为突水威胁区,突水可能性较小,无导水构造存在情况下不会发生奥灰水突水事故,无需采取底板注浆加固、疏水降压、建立强排水系统等措施,对奥灰水进行预防、治理工作。

岩溶隧道突涌水机制及安全临界条件研究

我国西南山区灰岩分布广泛、岩溶十分发育,隧道建设中经常遭遇突涌水事故。以楚大高速公路九顶山岩溶隧道为例,针对该岩溶隧道发生突涌水的断面(左幅ZK281+940),基于综合物探推测出的涌水体空间位置及规模形态,建立了概化计算模型,并采用非连续变形分析(DDA)方法对高压岩溶水作用下隧道顶板破坏、发生突涌水事故的过程进行了数值模拟,分析了隧道围岩破坏机制和突涌水事故发生的条件,以及不同溶腔水头作用下隧道围岩的变形演化规律,得出导致隧道突涌水发生的安全临界水头,并与现场监测结果进行了对比验证。结果表明:溶腔水头与隧道突涌水事故的发生高度相关,当溶腔水头超过安全临界水头时,该岩溶隧道将会发生突涌水事故,数值模拟结果与现场监测结果基本一致。该研究结果可为类似地质条件隧道突涌水防治提供参考。

矿山采掘岩体渗透变形灾变机理及防控Ⅰ:顶板溃水溃砂

矿山采掘诱发顶板溃水溃砂灾害防控正成为制约矿山安全的重要瓶颈。从成灾机制、运动规律和危险性评价等方面综述了顶板溃水溃砂研究的主要进展和趋势。溃水溃砂的成灾工程地质机制分为4类:直接或间接揭露松散含水层、导水裂隙带沟通松散含水层渗透破坏、人为钻孔沟通松散含水层、软弱覆岩遇水劣化(崩解泥化)伴随顶板裂隙水或离层水突出的溃水溃砂成灾模式。溃水溃砂的运动规律研究获得了水砂混合物经出口、单裂隙、交叉裂隙网络和垮落带的运动特征,建立了溃水溃砂定性和定量的评价方法,提出了溃水溃砂主动防控方法等。最后,提出了顶板溃水溃砂机理及防控应该重点解决的关键科学和技术问题,包括建立顶板溃水溃砂工程地质数字孪生模型,揭示溃水溃砂通道形成机理,建立反映溃水溃砂全过程运动方程,加强监测预警技术、实际赋存环境模型试验技术、高效注浆关键设备等关键技术和设备研发等。

突水系数理论在淮南矿区的应用

通过对华北矿区水害特点的分析,说明了突水系数理论应用的重要性;根据多年来我国煤矿区突水发生的特点,对突水系数应用的理论性进行了推导,并对华北煤田临界突水系数进行了统计分析,着重总结了淮南矿区突水系数理论的实际应用。结果表明:由于工程地质及水文地质条件的不同,华北煤田不同矿区的临界突水系数是不同的,矿区安全水头的确定要充分考虑矿区的岩性、地层组合特征、地下水赋存条件及岩溶程度等多种因素。

华北型煤田突水系数理论依据及在淮南矿区的实践

通过对华北矿区水害特点的分析,说明了突水系数理论应用的重要性;根据多年来我国煤矿区突水发生的特点,对突水系数的应用进行了理论性推导,并对华北煤田临界突水系数进行了统计分析,着重总结了淮南矿区突水系数理论的实际应用。结果表明:由于工程地质及水文地质条件的不同,华北煤田不同矿区的临界突水系数是不同的,矿区安全水头的确定要充分考虑矿区的岩性、地层组合特征、地下水赋存条件及岩溶程度等多种因素。

大埋深带压开采突水危险性研究

14煤层是岳胥区最下一层可采煤层,距下伏奥灰强含水层较近,埋深大,奥灰水位高,开采受奥灰水害威胁。从安全水头、突水系数、安全隔水层厚度这3个不同的指标,对岳胥区带压开采问题进行了谨慎评价,结果显示,掘进巷道安全水头值及安全隔水层厚度评价结果显示无带压危险,回采工作面安全水头值与突水系数评价结果均显示岳胥区存在范围不等的带压开采危险区,通过对岳胥区开采14煤层之前对奥灰水害的威胁程度进行科学评价,实现了煤矿安全生产。

截流、堵水、疏水降压开采小青煤

二矿系峰峰煤田改建的老矿井之一,井田位于鼓山中部、东麓。断层将其切割成南区、北区、东南区3个独立采区。有7层煤可采,矿井最低生产水平为-390m。1982年1月止上4层煤还剩74.1万吨,而下3层煤除局部可采外,其余均因受奥灰水的威胁而列为低级储量。为了延长矿井寿命保持设计生产水平,根据我矿地质及水文地质特点,采用了帷幕阻截主要补给水源,封堵大的底板突水点,以石门巷道及钻孔揭露含水层,有控制的疏水降压等综合治理的方法,安全开采出了受奥灰水威胁的小青煤。

河南省登封市天基煤业有限责任公司矿井水害分析及防治水措施探讨

河南省天基煤业有限责任公司直接充水含水层为太原组上段含水层和二1煤层顶板含水层,间接充水含水层为寒武系含水层、太原组下段含水层,矿井水文地质类型为中等类型,主要水害类型是:太原组上段灰岩岩溶裂隙水、断层水、太原组下段灰岩和寒武系灰岩岩溶裂隙水、二1煤层顶板砂岩裂隙水及老空区积水,防治水重点是二1煤层底板水、断层水。

缩小断层防水煤柱的研究与应用

通过对石庄断层水文地质条件的分析,提出了缩小断层防水煤柱的可行性。经过计算确定的防水煤柱合理的宽度,为类似条件下断层煤柱的留设提供了参考。

寸草塔二矿采空区防水密闭墙可靠性分析

针对寸草塔二矿22110采空区水库不同砖砼混合结构形式的防水密闭墙在抗拉、抗剪以及抗渗性方面存在的潜在危险因素,根据岩石力学与水力学理论,以定量与定性相结合的分析方法,对采空区水库附属的混凝土结构、砖砌墙结构防水密闭墙强度以及围岩强度、抗渗性进行了综合分析。分析认为,22110工作面采空区防水密闭墙可承受的安全水头高度最低为7.0m,并据此确定了储水区限制水位线,即警戒水位线为5.6m。结果表明,采空区防水密闭墙的可靠性及承压能力能够满足井下采空区水库水的复用功能。考虑到岩石的分化性、吸水性、耐酸碱性的影响,随着时间的推移,其抗拉、抗剪强度会衰减,长时间使用后还需要定期维修保养。

陈四楼矿井深部采区高承压水治理技术研究

根据陈四楼煤矿深部采区实际情况,研究其高承压水治理技术。给出了深部采区底板的安全范围,并确定了回采工作面安全水头及掘进巷道底板隔水层安全隔水厚度;据此制定了三种高承压水综合治理方案,对陈四楼煤矿水害的防治提供了重要指导。

江南九省晚二迭世煤田的水文地质特征及控制矿井涌水量问题

根据江南九省多年来勘探、开发及科研的实践,对浙、闽、粤、湘、赣、桂及苏、鄂、皖南部的主要煤田——晚二迭世煤田的水文地质特征进行了研究,并根据煤炭工业部关于江南九省煤矿建设的方针,对井下水,按照“以防为主”的原则,总结出防治矿井水害的控制涌水量方法。