超前精准探测技术在平顶山十矿探查水文地质条件中的应用

平顶山矿区十矿三水平己组煤采区因采深近千米,地应力大,地温高,并靠近李口向斜轴部,采掘生产受煤层底板寒武系灰岩高承压岩溶水的突水威胁,首采面曾发生过最大水量260m3/h的突水。为做好十矿三水平接替工作面水害防治工作,本文提出了超前精准探查水文地质条件、布置水害综合治理工程、回采中微震监控顶底板围岩变形和水害等探查和治理水害的方法,布置了三维地震物探、工作面瞬变电磁物探、水文钻探、疏放水试验、水质化验和回采中的煤层顶底板围岩采动变形破坏监控及水害治理等工程,使接替工作面实现了安全生产。

平顶山十矿地下水中天然有机质垂向分布特征

为了研究平顶山十矿各含水层的水化学特征差异,检测分析了地下水中天然有机质含量和荧光特性的垂向分布规律。结果表明:天然有机质含量在垂向上先急剧减少后逐渐稳定,且浅部含水体与深部含水层存在显著的有机质含量差异,深部含水层之间则难以区分;浅部含水体中有机质含量高,各荧光指纹区的荧光峰均有显现,且荧光峰强度较高,第四系水中各荧光峰强度略小于地表水;深部含水层中,荧光峰数量与含水层深度成负相关,Ⅱ区和Ⅳ区的荧光峰强度先增加后减小,其他荧光峰的强度则逐渐减小。研究表明,利用天然有机质含量和荧光特性,能够建立各含水层在垂向上的水化学特征。

平顶山十矿下保护层开采围岩破坏数值模拟及水害防治

为研究平顶山十矿下保护层开采是否达到释放己_(16-17)煤层瓦斯的目的以及是否会诱发底板灰岩承压水突水问题,基于FLAC^(3D)数值模拟软件,以十矿24130首采面为例,模拟采动条件下顶底板围岩的变形破坏过程。结果显示:开采下保护层所引起的顶板冒裂带发育高度能够达到己_(16-17)煤层,满足释放己组煤层瓦斯的裂隙要求;底板采动破坏深度最大为24.5 m,破坏裂隙会成为灰岩承压水进入矿井的导水通道,突水系数超过临界值。为确保24130首采面的安全生产,设计并实施了水害综合探查、疏水降压、完善排水系统、安全带压开采等综合防治水措施。该首采面成为平顶山矿区以开采下保护层释放己组煤层瓦斯和成功防治灰岩承压水的示范性工作面。