离层积水存在的矿井工作面涌水量预计

通过对某矿发生特大顶板突水工作面的充水条件分析,认为工作面采动叠加影响,在顶板厚层砂岩中形成的离层积水,是突水的主要充水水源。采用经验类比法和当量流径法,基于工作面涌水量值为正常涌水量与离层裂隙积水引起的涌水量之和,提出了涌水量预计计算理论公式,预计了该工作面未采区段恢复生产的涌水量大小。经实际开采检验,该方法基本可行。

综放开采煤层顶板离层积水涌突特征及防治关键技术研究

通过对大埋深巨厚煤层综放开采条件下多起异常涌突水事故的研究,发现了一种新的矿井涌突水致灾类型,即煤层顶板覆岩离层积水涌突灾害,并提出相应的水害预测预报系统和防治技术体系,在生产实践中得到推广应用。在研究陕西省黄陇侏罗系煤田永陇矿区崔木煤矿工作面顶板离层积水涌突水事故时发现:离层积水涌突具有突发性强、危害性大、防治困难等特点,积水离层主要发育在白垩系砂砾岩与侏罗系泥岩接触带以及白垩系下部砂砾岩段,离层积水的补给来源以白垩系砂砾岩地下水为主,离层积水形成、赋积和涌突受覆岩结构,破断特征,开采方式和采放高度、推进速度等多种因素控制。实践证明:离层水害防治,可采用地面直通式导流泄水孔与井下探放水孔相结合的疏放手段,和以控制采高、推进速度、强化疏排为主要措施的综合防治技术体系;离层水害预警,可采用以监测孔水位、覆岩破断距、工作面来压、支架异常状态、围岩异常变化、瓦斯释放速率突增等为核心指标的联合预测预报系统。

济宁二号煤矿覆岩离层积水诱发异常涌水分析

该文针对济宁二号煤矿11305、11306综放工作面采空区覆岩离层积水异常涌水事件,分析了异常涌水特征与水文地质背景,模拟计算了开采覆岩离层形成特征,初步确定了离层异常涌水原因,并针对涌突水特点,提出了顶板离层积水防治措施,对类似条件下水害防治具有借鉴和指导意义。

煤炭回采过程中上覆岩离层积水赋存变化规律探讨

应用岩层吸水性的差别理论和岩层移动理论指导井下探放顶部岩层离层积水工作,通过地表岩移观测和井下打钻注水比较,分析了瑞龙矿150106工作面上覆岩离层垂直位置和水平移动规律的判别过程,得出覆岩离层的大概位置与变化趋势,为井下优化探放水布孔设计提供了理论依据,弥补顶板探放水工程的不足。

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。

特厚煤层开采覆岩离层水形成及涌突风险

在分析招贤煤矿首采区水文地质资料的基础上,采用理论分析、相似材料试验和数值模拟等研究方法,理论预判特厚煤层开采过程中覆岩离层层位及积水离层,分析竖向及横向裂隙动态发育特征,探讨特厚煤层多工作面依次开采离层发育状况。研究表明:距3煤顶板253.64 m处的巨厚砾岩层底部存在可积水离层空间;工作面推进过程中竖向裂隙高度的增长呈现出线性增长和台阶式增长2个阶段,横向裂隙自下而上交替呈现动态发育与闭合,横向裂隙发育高度与工作面推进距离间呈正相关关系;1307工作面开采导致宜君组下方出现开度为0.02 m的横向离层裂隙,随1305、1303工作面依次开采该离层裂隙开度进一步扩大,甚至陡增。引入底板突水系数法对招贤煤矿离层水涌突风险进行评估。

白垩系巨厚砂岩下覆岩离层水涌突机理研究

针对石拉乌素矿南翼首采221_上106A综放开采工作面推进距离550 m时采空区覆岩离层积水异常涌突事件,通过现场实测和理论分析,对此次异常突水事件的机理进行深入研究。研究表明:工作面采动期间距开采煤层310 m的白垩系巨厚砂岩下形成的封闭离层积水是此次异常突水的水源;按照距106A工作面3.0 km的覆岩变形破坏光纤监测孔所确定的裂采比为24.56,计算得导水断裂带发育高度不会沟通白垩系巨厚砂岩下形成的封闭离层。但由于离层积水具有荷载传递作用,导致下部导水断裂带与离层之间的岩层发生破坏,形成下行裂隙,使得导水断裂带沟通积水离层,形成离层突水。

沙吉海煤矿离层水形成机理与防治技术研究

针对沙吉海煤矿B12煤层在综放开采条件下的顶板离层水水害问题,阐述了煤层采动后覆岩产生离层的基本理论,分析了沙吉海煤矿离层水形成的客观条件,研究了本区产生离层空间并充水的基本机理。重点介绍沙吉海煤矿针对离层水问题的探测防治措施,通过井下施工采空区后方离层积水探放钻孔,有效解决了本区离层水害问题,并根据探测钻孔的出水规律,总结了本区离层积水的空间位置及其补给水源。

永陇矿区松软富水顶板灾变机理与防控研究

针对黄陇侏罗纪煤田采场出水压架灾害频发的现状,以永陇矿区4个综放工作面为工程背景,围绕松软富水地层覆岩破断与顶板来压特征、离层水致灾机理及灾害预警防控开展了现场跟班实测与理论研究。研究结果表明:覆岩关键层运移破断与采场矿压及离层水害存在因果关系。由于破断步距大、控制岩层组厚度大,复合关键层破断导致采场大周期来压显现异常强烈;所控岩层组断裂下沉后在洛河组含水层底部产生离层空间。受到离层水压和含水层持续补给等双重作用,离层积水越层下泄引发采场出水。基于以上认识,在实践中探索并完善了离层水害防控对策,构建了以"大周期来压、支架阻力高位预警、水位降速、宏观矿压显现异常"为主的出水压架预警机制;建立了以危险区域划分、采放工艺优化及工作面日常管控为主的防控体系。研究成果已成功指导了多个工作面的顶板水害防控,对类似地层条件的矿井具有良好的示范效应。

侏罗系特厚煤层综放开采白垩系覆岩水资源恢复动态研究

永陇矿区崔木煤矿特厚煤层(12~18 m)综放开采期间,顶板白垩系离层水害及相应防治水措施均对洛河组优质水资源造成较大影响,研究洛河组水位动态恢复可为煤炭资源开发对水资源的影响提供参考。利用离层发育层位判别公式和离散元软件UDEC对离层发育位置及其动态发育过程进行分析,在采前-采动-采后水位监测、井下涌突水分析和理论分析基础上,首先通过配线法求取了洛河组水文地质参数,然后利用Theis公式建立了洛河组水位动态恢复模型,最终获得了矿井水位动态恢复时间。结果表明:洛河组底部砂砾岩与砂质泥岩界面间产生了规模较大且相对封闭的空腔型离层,工作面出水点降至最低水位可看作是虚拟抽水井以定流量Q在tp时间内抽水造成的降落漏斗,其恢复过程可理解为以流量Q继续抽水一直延续到t时刻的降深和从停抽时刻起以流量Q注水t-tp时间的水位抬升的叠加。基于修正的Theis公式得到洛河组水位降至最低点所需时间为7.9459 d,水位恢复90%所需时间为35.6090 d,与工作面实测结果相近,且洛河组水位在初始阶段恢复较快,而在后期则恢复缓慢。

巨厚煤层综放开采顶板离层水形成机制及防治方法研究

针对巨厚煤层在综放开采条件下的顶板离层水涌突水实例,分析离层水形成的基本条件,并对研究区可能产生离层的位置进行判别计算。重点介绍不同于我国中东部矿区的离层水防治措施,设计的地面直通式导流孔可以对离层积水进行有效疏放,并研究采高和离层水突水的关系以及工作面推进速度与离层空间积水量的关联性。研究对离层水形成条件的分析和针对西部特殊地层进行的离层水防治水设计为具有相似开采条件的矿井进行离层水害防治提供重要参考。