煤矿富水规律与水害防控技术研究

为进一步探究煤矿富水规律与水害防控技术措施,以内蒙古A煤矿为例展开研究,结合其涌水量高的实际情况,先通过单位涌水量评价法对矿井区域富水规律进行初步评价,再通过数值模拟分析方法对该矿井区域导水裂隙带发育特征进行分析,并对涌水量进行预测,确定该区域存在的水害问题。最后根据水害问题,采用基于疏放水的水害防控技术模式。从实际应用效果来看,涌水量和水压2项指标均已控制在较低水平,证明本次研究具有一定的实用价值。

煤层底板分阶段疏水降压水害防控方法

为有效防控侏罗纪煤田深部煤层底板高承压含水层砂岩水害,基于井田单斜构造特征,利用放水试验与地下水流数值模型,构建一种煤层底板高承压砂岩含水层分阶段疏水降压的水害防控方法。结果表明:煤层底板高承压砂岩含水层采用分阶段疏水降压水害防控方法,可有效避免疏放水钻孔揭露高承压含水层,将含水层水位疏降至安全水位以下,达到理想的水害防控效果。利用单孔和多孔放水试验数据识别和校验地下水流数值模型,并定量预测疏放水量、疏放时间和总疏放水量,可实现煤层底板高承压含水层砂岩水害的精准防控。

强富水顶板水害防控分析

以强富水顶板水害防控为对象开展分析探究,结合具体工程实际,在分析综合防治水技术的基础上,对综合防治水相关技术参数和顶板水综合利用技术做出探究,并对富水顶板水害防控实际效果做出探究,希望能为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。

永定庄煤业煤层充水评价与水害防治技术研究

为减少水害事故,保障煤矿职工生命安全,基于永定庄煤业工程背景,介绍水文地质条件,包括含(隔)水层特性分布、地下水补给、径流、排放、井田及周边老窖水分布、导水裂隙带、矿井充水状况与预测,分析水害影响因素,在此基础上提出针对性的防治水技术措施,以期为永定庄煤业水害防控提供参考依据。

我国煤矿(区)离层水害特征分析

为了全面掌握中国离层水害事故特征及相关因素,详细统计并分析了我国离层水害事故时空分布、地域分布、时间分布及等级分布规律,总结了离层水害的赋存条件、充水水源、导水通道、涌水形式和开采条件。结果表明:白垩系砂岩含水层下近水平厚煤层开采诱发的离层水害分布范围最广、突水次数最多,且事故等级和死亡人数最多;节后复产和气候更迭时期是人为因素造成离层水害事故的高发期;巨厚硬岩含水层和含—隔水层组合岩层是积水离层的赋存形式;(特)厚煤层或缓倾斜(近水平)煤层开采是引发离层水害的主要开采条件。

基于放水试验的宝塔山砂岩含水层水文地质条件探查

为了进一步探查宁东煤田宝塔山砂岩含水层的水文地质条件,为下组煤底板砂岩水害防控提供基础资料,采用井下放水试验计算了含水层的水文地质参数,论证了含水层的可疏性。根据宝塔山砂岩含水层单孔放水试验放水孔和1个观测孔、2个观测孔资料,利用解析法计算宝塔山砂岩含水层渗透系数平均值分别为0.301、0.219 m/d,影响半径平均值分别为691、914 m,采用图解法得到的影响半径平均值为697 m,根据3次降深放水计算的钻孔单位涌水量为0.071~0.088 L/(s·m)。通过放水试验得到的水文地质参数比抽水试验得到的参数大,宝塔山砂岩含水层水文地质特征表现为渗透性和富水性弱,且富水性不均一,水压和水温高。基于放水试验成果,结合研究区边界条件分析可知,宝塔山砂岩含水层具有较好的可疏性。

采空区顶板“三带”研究在煤矿安全生产中的作用探析

开展采空区顶板“三带”研究可为煤矿安全开采设计及防控灾害风险提供重要的技术支撑和依据,对煤矿安全生产具有重要的现实作用和意义。结合工作实践,以开展“三带”研究工作的必要性为目的,探讨了“三带”研究的主要内容及相关技术方法。分析了“三带”研究在煤矿安全生产中的重要作用,认为“三带”研究的作用主要体现在高位瓦斯抽采关键层位优选、预防顶板水害防隔水煤(岩)柱确定、顶板控制及地质预测预报等方面提供基础技术参数和依据,并提出了“三带”研究注意事项及改进建议,为深入“三带”研究提供了一定参考。

水岩耦合演化自然电场近源效应与临灾前兆

水岩耦合演化是重大水害防控面临的核心科学问题之一。在全空间地电场探测中,自然电场可指示水体流向且对渗流演化行为的时域响应更超前,将其与激励电场、感应电场对物性的空间表征能力相结合,可提升探测的时空精度、获取水岩耦合演化监测及临灾预警的新突破。在裂隙岩体渗流、破碎岩体渗流等非饱和渗流及突变过程中,鉴于自然电场受流动电位控制且与水岩耦合演化、尤其是过水区的演化密切相关,故把在自然电场全空间监测工作中出现的、水流充分接近测点(含覆盖)时诱发的自然电场异常响应定义为一种近源效应,其主要特征为:①不存在过水事件时,自然电位随水流向测点的靠近而攀升、随水流与测点的远离而下降;②存在过水事件时,自然电位随水流向测点的靠近而攀升、随水流覆盖测点而出现相位突变(相对其他测点而言)和负向跳变、而后恢复攀升趋势但最终随着水流与测点的远离而再次下降;③因裂隙发育的非均质性,同一条测线上往往只有部分测点发生过水事件,这可根据自然电位的相位突变、负向跳变及视电阻率(或电阻率)图中的低阻演化等综合响应特征予以识别。利用自然电场法与直流电阻率法的并行探测关键技术,可实现地下水渗流状态及观测系统过水事件的有效判识;由此再对自然电位与直流电阻率数据进行耦合分析,由此实现对导水通道及富水区演化特征的精细解释和对水岩耦合演化趋势的超前预测,为矿井、隧道、地铁及其他地下空间工程中的重大水害防控提供有效方法。