我国煤层水害基本架构及发展情势

为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题,基于近20余年间煤层水害事故的统汇分析,提出了“隐蔽突水致灾因素”萌生、煤层水害“三要素”定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等5个煤层水害的主体构成阶段,依据各阶段独立属性特征,将煤层水害概括为顶板水害、底板水害和老空水害3个主类,以及巨厚基岩含水层高势能涌(淋)水、岩溶陷落柱导升突水、同位水平空间侧向涌水等11个子类,并对不同类型煤层水害的孕灾致灾诱因、发育发展过程机理、灾变显现特征等进行阐述。最后,对我国煤层水害的未来发展情势做了简要展望和分析。

煤层底板水害超前区域治理理论框架与关键技术

随着我国华北型煤田浅部煤炭资源开采殆尽,深部煤炭资源受底板灰岩岩溶水害威胁严重,常规井下直孔注浆方式存在施工位置受限、钻遇含水层孔段短、注浆盲区大、目标位置不准确等问题。为此,提出了基于顺层定向钻孔进行注浆改造的超前区域治理技术,系统研究了顺层近水平注浆孔浆液运移规律、底板水害超前注浆模式、注浆参数控制工艺、隐伏导水通道超前判识探查与注浆效果检验与评价等。通过系统研究,构建煤层底板水害超前区域治理理论框架与技术体系,具体包括5方面内容:提出煤矿底板水害超前区域治理模式分类和选择准则,概化形成适用于我国华北型煤田地质及水文地质条件的底板含水层注浆改造模式;形成隐伏导水通道水平定向钻超前判识治理技术;建立超前区域治理关键注浆参数控制工艺体系;提出了注浆全过程的多指标定性、定量效果检验与评价技术。上述研究成果在煤层底板水害超前区域治理工程中成功应用,对底板水害超前区域治理起到重要的理论和技术支撑作用,为我国华北型煤田深部煤炭资源安全开采提供保障。

基于模糊层次分析法的西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价方法研究

根据西南岩溶地区煤层顶板水害的特点,从水源特征、开采扰动、隔水层性能及地质构造4个方面出发,分析选取了相应的评价指标,同时结合模糊层次分析法确定评价指标权重,探讨了一种西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价指标体系及评价方法,并结合具体工程实例,对某典型煤矿顶板水害危险性进行了评价,可为今后煤层顶板水害预测评价的研究提供一定的借鉴。

模糊层次分析法在煤层底板水害危险性评价中的应用研究

根据煤层底板水害的特点,从底板含水层特征、底板隔水层特征、地质构造特征及开采扰动特征4个方面分析各特征的影响因素,确定出相应的评价指标。同时结合模糊层次分析方法,研究了一种适合煤矿底板奥灰含水层水害危险性评价的指标体系及评价方法,能为相似煤矿底板水害的评价提供一定的依据。

煤层底板双重灰岩水害治理方案研究及效果评价体系

泉店煤矿位于禹州煤田东南部,许禹背斜东部南翼,井田地质构造复杂程度为中等。其二_(1)煤开采受太原组和寒武系灰岩岩溶水的双重威胁。根据《煤矿防治水细则》相关规定,要实现研究区内二_(1)煤层的安全开采,需对底板灰岩含水层进行探查与防治。通过论证传统井下底板水害治理方法与地面区域治理方法的利弊,旨在为研究区提供高效可行、经济合理的治理方案,并对所选方案的关键工艺和预期效果评价体系提出建设性意见,实现对煤层底板含水层加固注浆改造,保障矿井安全生产,为类似工程设计提供参考。

巴拉素煤矿不同阶段水害问题防治技术研究

在我国西部地区煤炭资源丰富、水害问题严重。为了矿井在建设、生产等不同阶段所面临水害问题可得以有效防治,以侏罗纪煤田榆横北区巴拉素煤矿为例,通过对矿井地质、水文地质条件进行分析,确定主要充水水源和充水通道,并对2号煤层水进行涌水量预测,结合矿井不同阶段的水害隐患,提出相应的防治措施。结果表明:矿井采掘2号煤层时,2号煤层水、其顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层水为矿井主要充水水源,覆岩导水裂隙带为主要充水通道。通过涌水量预测,分析确定采用水平廊道法预测的2号煤层水涌水量为防治水工作依据。结合现场实际,提出采用地面、井下等不同地段进行探查,物探、钻探等方法共同使用的综合方法,对后期矿井采掘过程中的顶板水、煤层水、采空区水、离层水等水害,提出相应的防治措施和方案。

地面L型钻孔煤层底板注浆加固技术

为了避免恒源煤矿Ⅱ63采区6煤层底板突水,在分析水文地质条件及底板突水规律的基础上,利用地面L型钻孔超前探查、注浆技术,对煤层底板太原组L3灰岩含水层进行注浆改造。该技术采用无线随钻测量定向技术与地面注浆技术相结合的方式,实现了1个主孔、多个水平孔段的施工工艺,具有超前探查以及对裂隙及隐伏构造进行高压注浆改造的功能。工程实践表明,地面L型钻孔超前探查、注浆技术对治理区主采煤层底板含水层的改造效果较好,取得了良好的经济与安全效益。同时实现了工程技术上的重大突破,对探索煤矿井下超长工作面底板水害防治具有重要意义。

地面L型钻孔煤层底板注浆加固技术与装备研究

为了实现煤层底板超前注浆治理的目的,对地面L型定向钻孔煤层底板注浆加固原理、钻探设备、钻孔设计及钻进工艺进行了系统的研究,形成一套完整的技术与装备。通过赵固一矿18011工作面二_1煤层底板L_8灰岩含水层注浆加固现场实验,表明研究的钻探装备和钻进技术稳定可靠、工艺先进、煤层底板注浆加固效果良好,不仅丰富和完善了煤层底板水害防治技术,而且实现了区域煤层底板超前注浆改造,对安全高效开采大采深矿井高承压水煤层具有重要意义。

煤层底板双含水层突水防治技术研究

随着矿井开采深度的增加,华北型煤田底板承压含水层突水危险性加大,突水事故时有发生。如何有效地防治底板水害成为许多煤矿面临的重要问题,一直以来也是煤矿防治水工作的一个难题。通过对滨湖煤矿16煤开采的水文地质条件进行详细分析、总结突水资料、揭示了断层突水机理,对底板双承压含水层进行了危险性评价,提出了有效的煤层底板水害防治技术途径,为矿井水害防治提供了科学依据。

综采放顶煤方法及水害治理技术研究

文章一方面论述了综采放顶煤在郑州矿区的开发过程、技术创新和经济效益;另一方面指出发生水害事故的主要类型是矿井深部带压开采引起的煤层底板突水和老空透水,提出综采放顶煤中煤层底板水害和老空区水害的防治方法。

基于改进多元回归模型与GIS的陕北凉水井矿井工作面涌水量预测

工作面涌水量的准确预测是预防煤层顶板水害的关键。通过调查收集凉水井矿区14个工作面的实测涌水量数据,利用多元回归模型进行公式拟合,使用层次分析法(AHP)与熵权法(EWM)相结合的方式确定因素的权重,得到基于多元回归模型与层次分析法、熵权法结合的工作面涌水量预测方法。与其他涌水量预测公式(大井法、水文地质比拟法)相比,基于多元回归模型与层次分析法、熵权法结合的涌水量预测方法预测误差最小,平均误差仅为11.6%。以凉水井煤矿42201、42202、42203、42205工作面为例,进行工作面涌水量预测,取得较好的应用效果,进一步验证了公式的适用性与准确性。该方法可准确预测凉水井矿区工作面涌水量,可作为该矿区涌水量预测的一种新方法。