磁窑沟矿积水空区下回撤通道围岩控制技术

积水空区下巷道围岩稳定性的下降影响煤矿的安全生产。以磁窑沟矿13108回撤通道为研究对象,结合理论分析和数值模拟,对积水空区下主回撤通道围岩控制技术展开研究。研究结果表明:空区积水与巷道围岩的相互作用将弱化巷道顶板强度,造成巷道围岩稳定性下降。同时采用防治水技术和高强度支护技术能提高积水空区下巷道围岩稳定性,回撤通道掘进期间的顶底板和两帮的最大移近量控制在33.5~34.8 mm。

采空区积水对邻近巷道围岩稳定性分析研究

以山西某煤矿采空区为背景,针对采空区积水对邻近巷道围岩稳定性的影响,采用现场测试、室内试验、数值模拟等方法进行了研究分析。首先基于三维激光扫描和声呐建立了含水采空区的三维几何模型;然后对不同损伤程度下煤岩开展渗透率试验,获得了渗透率的变化规律;最后在充分考虑渗透率的动态变化基础上,采用数值软件对邻近巷道围岩的稳定性进行了模拟分析。结果表明:孔隙水压力已经影响到邻近巷道围岩和上覆岩体;采空区赋水后,围岩极易出现渗水和透水情况;受开采扰动和积水渗透的双重影响,采空区与巷道的煤柱出现大范围塑性区,其稳定性较差。为了保证井下生产安全,建议增加井下临时性排水设施,及时将积水排出,避免透水事故的发生。

基于水化学及氢氧同位素的采空区积水水源识别:以巴彦高勒煤矿为例

针对煤矿采空区积水水源识别问题,以巴彦高勒煤矿为例,首先对研究区充水因素进行了分析,通过多种方法确定了导水裂隙带发育高度,初步判断侏罗系延安组与直罗组含水层为采空区直接充水含水层。其次,根据研究区含水层及采空区水样数据资料,分别对水样水化学特征和氢氧同位素特征进行详细分析,结果表明:研究区采空区积水无论是其高矿化度、弱碱性、硫酸钠型水的水化学特征,还是氢氧同位素组成特征都与侏罗系含水层水接近,与第四系及白垩系志丹群存在较大差异。最后,综合以上分析,确定了采空区积水水源主要为侏罗系延安组与直罗组含水层。研究成果可为类似煤矿采空区水害防治决策提供依据。

煤矿采空区积水瞬变电磁法探测方法优化

应用矿井瞬变电磁法进行含水异常体的探测效果明显,但容易受到巷道复杂工程地质条件和设备环境的干扰,需要进行针对性优化以提高矿井瞬变电磁法信号采集质量和解释精度。基于“烟圈”扩散理论,阐述了矿井瞬变电磁法探测原理及视电阻率纵向微分解释方法;通过对已知积水采空区进行瞬变电磁法探测试验,分析对比了主要采集参数对瞬变电磁法电场响应特征的影响;结合视电阻率纵向微分解释方法,提出了矿井瞬变电磁法采空区积水探测的数据采集与处理优化方案并对其进行了效果评价。结果表明:线圈与巷道围岩之间距离越近,两者耦合程度越高,且该距离存在合理范围,超出该范围线圈接收到的电压响应值过低,不满足数据对信噪比的要求;增加叠加次数可提高信噪比,并有效压制电压衰减曲线尾支畸变;适用于高家梁煤矿的合理距离范围为0~0.5 m,叠加次数为64次。

综合物探技术在采空区积水探测中的应用

在煤矿开采过程中,为避免采空区积水对安全生产造成威胁,需要对采空区积水进行探测。物探技术是1种有效的采空区积水勘探手段,其勘探结果具有多样性,因此,需要结合钻探技术使用。物探技术和钻探技术相结合的综合物探技术被广泛运用于煤矿开采中。首先解释了综合物探技术的概念,重点分析了钻探技术和物探技术的原理;然后结合具体的工程实例,分析了综合物探技术在采空区积水探测中的应用效果。结果表明,综合物探技术的应用加强了采空区防治水力度,提高了煤矿开采的安全性。

瞬变电磁法在采空区积水与灰岩富水区探测中的应用

针对米山煤矿二采区15号煤层所面临的上覆水害问题,在开采前为查明上覆3号煤层采空区积水,以及顶板K 5、K 2灰岩富水区。在地质分析与地球物理特征分析基础之上,进行瞬变电磁法探测试验。优选了探测设备、回线装置与探测参数,通过地面瞬变电磁探测,初步圈定了3号煤层采空区积水、顶板K 5与K 2灰岩富水区的分布范围。针对初步圈定的老空水与灰岩水分布范围,利用不同硬件、回线装置与探测参数的瞬变电磁进行浅埋区复测,同时开展不同物探方法的直流电法复测,验证了前期探测成果,确定了7处3号煤层采空区积水与6处灰岩富水区,为下一步安全高效绿色开采提供了技术支撑,值得进一步推广应用。

孤岛工作面双侧采空区积水探放技术应用

采空区积水突水严重威胁着矿井的采掘作业安全,建庄煤矿212孤岛工作面两侧采空区均有积水,无疑增加探放难度。通过分析矿井的水文地质条件、埋藏条件、分布特征以及富水性变化的规律,进行采空积水和水头压力计算,判断煤柱承压水头能力,选择在建庄煤矿212工作面胶带运输巷和回风巷分别施工疏放水硐室,每个疏放水硐室施工3个钻孔对两侧采空水进行疏放。结果表明,采空区积水的水头压力分别为0.25 MPa和0.23 MPa,均未超过煤柱承载水头压力,煤柱处于稳定状态。对两侧采空区积水进行探放,消除采空区积水对212工作面巷道掘进产生的水害隐患,实现巷道的安全掘进,为类似采空区水害防治工作提供实践依据。

定向钻探技术疏放上覆煤层采空区积水技术研究

斜沟矿为安全高效地疏放上覆煤层采空区积水,基于18503工作面水文地质情况及上方采空区积水情况,应用定向长钻探技术,设计疏放水钻探施工工艺钻孔,封孔工艺以及放水措施,并分析了疏放水情况及效果。实践结果表明,定向钻探疏放水效率更高,安全性更好,可很好地避免上覆煤层采空区积水涌入下伏采面的危险,也为矿井地质条件相类似工作面的上覆煤层采空区积水疏放提供参考与借鉴。

煤层群下煤层开采对上覆采空区积水影响程度研究

为研究下煤层开采对上覆采空区积水影响,以凌志达矿煤层群为研究对象,采用数据统计、公式优化等方法,拟合出煤层群开采底板破坏深度公式,分析了采空区积水分布规律,探索了下煤层开采对上覆采空区积水的影响,制定了影响程度判定标准,并将下煤层开采对上煤层采空区积水影响程度划分为危险区、影响区与安全区。分区判定划分结果表征了研究区煤层开采对上层采空区的影响程度,可量化上层采空区水位分布、突水风险的影响和扰动程度,对煤层群开采突水防治具有重要意义。

瞬变电磁法在煤矿采空积水区探查中的应用

采空区积水是影响煤矿生产安全的一大隐患。瞬变电磁法观测纯二次场,对含水体较为敏感、分辨率较高,正常地层组合的条件下,在横向与纵向上都有固定的变化规律等地层电性特点,因此能够取得较好的探测效果,为煤矿的水害防治提供依据。

王庄煤矿老空区积水情况分析及动态管理

老空水是矿井发生水害事故的重要诱发因素。以王庄煤矿为工程背景,通过调查分析老空水的分布位置、范围、估算积水量,对老空水的特征进行分析,确定了井田的充水水源、充水通道。在此基础上利用GIS(Geographic Information System,地理信息系统)技术并建立王庄煤矿老空区积水与防治动态管理信息系统,对王庄煤矿安全开采深部3号煤层及15号煤层具有重要的社会和经济意义。

综采工作面采空区积水治理探究

采空区积水对综采工作面的安全回采有着重大的影响。为此,必须对综采工作面附近的采空区积水进行治理。以山西A矿的采空区积水为例,探讨了其治理措施。主要措施有加强采空区积水探测、做好水害预防工作以及做好防治水预案等。可以为煤矿采矿区积水的防治提供一定的指导。

云岗矿多层采空区积水综合集成探放水技术研究

探讨了8#煤层8409工作面周边空间水患充水原因,并利用瞬变电磁物探验证法对采空区的积水水量、水压进行了估算,制定了探放水方案和孔口固结措施。该措施利用钻孔泄水自流到低洼基准点后进行集中排水,同时采用“多层同放”综合集成探放技术与“两种疏排”科学治理方法,实现了对8409工作面多种采空区积水的安全高效探放,有效消除了矿井水患,保障了工作面正常接替与安全生产。

积水采空区破碎煤岩体渗流特性试验研究

掌握积水采空区破碎垮落带煤岩体渗流规律对矿井瓦斯安全高效开采至关重要。利用气水两相可调控流动试验系统,采用稳态渗透法开展了积水采空区破碎煤岩体应力-渗透率试验,得到了不同块径、不同积水量条件下渗透参数随轴向载荷的变化特征,揭示了积水采空区破碎煤岩体渗流规律。结果表明:煤样应变随着载荷应力的增加逐渐增大;相同积水量条件下,不同块径煤样渗透率随着载荷的增大呈指数式递减;相同块径条件下,不同积水量的煤样渗透率随载荷的增大呈减小的趋势,且随着载荷的增大,积水量对渗透率的影响逐渐减小。

瞬变电磁法在煤矿采空积水区探测中的应用——以山西某煤矿为例

随着我国煤炭资源需求量的不断增加,煤矿开采深度不断增加。随之而来的煤矿防水问题日益严重,煤矿采空积水成为威胁各大煤矿生产安全的巨大隐患。瞬变电磁法作为解决煤矿采空积水问题的一种快捷高效手段,被广泛认可和使用。本文在山西某煤矿东部采空积水区进行瞬变电磁探测,辅以以往地质、钻探资料进行综合分析,对外业采集数据进行了综合处理解释。实践证明,瞬变电磁法能够准确圈定低阻异常范围,为准确探测采空积水区提供实践依据,保障煤矿安全高效生产。

采煤工作面上覆采空区积水调查、探测与验证方法探索

22403运输顺槽工作面存在着合并后的原茅关屯矿井的老空积水隐患,为解决合并重组前原茅关屯矿井的老空水对22403运输顺槽的影响,避免水害事故的发生,保证矿工的生命安全和矿井的财产安全,对采煤工作面上覆采空积水调查、探测、验证方法等进行探索,方便对其老空区内的水进行及时地排出,以保证下一步的施工安全。

地面瞬变电磁在探查采空区积水情况中的应用

瞬变电磁勘探通过地下地质体导电性异常结合已知地质资料,能较好的来识别异常地质体的位置、埋深和范围,该方法在煤矿防治水工作中有着广泛应用。在铁新煤业井田内2号煤层太西小窑采空实施瞬变电磁勘探,旨在通过瞬变电磁勘探来查清已知采空区积水情况,通过理论计算出积水面积和积水量,可以有针对性的为煤矿防治水工作提供参考。

店坪矿9-218工作面周边采空区积水疏排技术分析

采空区积水是制约煤矿井下采掘作业安全进行的不利因素。对采空区积水进行超前疏排可为煤炭安全高效生产创造良好条件,确定合理的疏排水钻孔是采空区积水疏排需要重点解决的问题。以店坪矿9-218工作面为工程背景,针对工作面受邻近9-216采空区积水影响问题,结合现场地质条件、采空区积水分布范围、积水量等,采用理论计算方法确定9-2181巷内疏排水钻孔布置数量、布置参数、施工工艺等。现场应用后,经过9-2181巷内钻孔疏排,9-216采空区积水降至9-218工作面底板标高以下,邻近采空区内积水不会给9-218采掘活动开展带来影响。研究成果可为其他矿井类似情况下采空区积水疏排方案制定提供参考。

同宝煤矿15号煤层首采面采空区积水下安全开采评价

为保证同宝煤矿15105首采面安全回采,使用不同的计算方法,对导水裂隙带高度、保护层厚度和3号煤层开采底板破坏深度进行分析,并结合数值模拟方法,分析评价15105首采面上覆采空区积水对首采面回采的安全性影响。结果表明:15105工作面范围内,煤间距与防水煤岩柱高度差值均大于0,即煤间距均大于防水煤岩柱高度。依据FLAC^(3D)数值模拟结果,在无构造等其他导水通道情况下,15105首采面第一阶段回采形成的导水裂缝带基本未沟通上覆3号煤层采空区积水。

软弱层间岩层空区积水疏放孔防塌技术研究

针对在工作面疏放上覆采空区积水的过程中,受到煤层间软弱覆岩的影响,钻孔极易塌孔、缩径,堵塞疏水通道,导致采空区积水疏放效率低乃至无法疏放问题,以磁窑沟煤矿13103工作面为研究对象,基于筛管强度理论,研制了一种疏放水钻孔防塌孔护管,对护管在软弱层间岩层采空区积水疏放工程中的应用展开研究。结果表明:煤层间软弱砂岩的完整性差和采空区顶板岩层的失稳破碎,是导致钻孔产生塌孔、缩径的根本原因;护管采用钢制管体、螺纹连接,管壁设有疏水孔和倒索,通过筛孔护管强度校核及筛孔参数优选,确定疏水孔直径16 mm、密度28孔/m及相位角30°;通过在软岩孔段中安装钢制筛管可以有效解决塌孔问题,应用护管后的钻孔出水量衰减明显减缓,单孔最大疏放水速率提升58.3%。