改进型突水系数法在矿井底板突水评价中的应用

基于突水系数公式由水压和隔水层厚度有关,为了使突水系数法在煤矿底板突水评价中更加准确有效,考虑到各类岩石本身所具有的力学强度和阻水性能,从底板隔水层岩石组合方式及矿压破坏带发育情况入手,将突水系数公式改进为质量比值系数公式和强度比值系数公式。并将改进公式应用于某矿,结果表明:2种改进公式所绘制的评价图不仅能更加精确地显示矿井底板突水危险区域,而且给出了底板突水系数最大值与最小值。

运用突水系数法和模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性

在综合分析煤层底板突水危险性影响因素的基础上,提取评价煤层底板突水危险性关键指标。为解决突水系数法评价煤层底板突水危险性的局限性,引入模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性。模糊聚类法综合考虑多种因素,解决了突水系数法评价中临界值的问题。以南屯下组煤十一采区为例,提取采深、隔水层厚度和水压为关键指标,运用突水系数法和模糊聚类法综合评价其底板突水危险性,对南屯下组煤开采奥灰水防治具有重要的指导意义。

基于GIS的突水系数法评价新技术及其应用

为充分利用现有资料,提高煤层底板水害评价精度,以四台矿8号煤层底板寒灰水害评价为例,提出将GIS技术应用于煤层底板水害评价中。在建立基于GIS的影响煤层底板突水的隔水层厚度和水压两大因素专题层图基础上,通过专题图的叠加分析,得出煤层底板突水系数值,进行突水危险性评价分区,并研发了基于GIS的底板突水评价信息系统。进一步将得出的评价分区与传统基于钻孔点突水系数值的突水系数法评价分区相比可知,基于GIS数据分析的突水系数法评价更吻合实际。因此,GIS技术在煤层底板水害评价中的应用,为有效防治煤层底板水害提供了技术支持。

突水系数法分析预测煤层底板突水危险性的探讨

为了预测煤矿深部带压开采奥灰突水危险性,合理划分危安区。研究了华北型煤田特征、模拟试验及相关资料,对以往突水系数公式进行了综合分析对比,在此基础上,提出突水系数修正公式,并对高家塔煤矿9号煤层带压开采奥灰突水危险性及危安区进行了预测、划分。结果表明：突水系数可由0.043~0.091 MPa/m修正为0.067~0.127 MPa/m,突水性分区可由相对安全区-相对危险区修正为相对危险区-危险区。实际生产矿井带压开采突水事故证明了突水系数修正公式的合理性。

突水系数法在煤矿深部开采中的应用

结合目前的采煤实践,设想了突水系数公式的发展趋势。通过磁西一号井田实例,证实了突水系数法在预测开采深部煤层突水危险性评价中的局限性。表明在深部煤层突水危险性评价应用时,其它方法作为突水系数法的补充,可为含水层富水性较弱而突水系数较大的深部开采底板突水安全评价提供参考依据。

关于突水系数的讨论

煤层底板突水在我国华北型煤田矿井采煤过程中经常发生。带压开采条件下,预测底板突水和评价突水危险程度的主要方法是突水系数法,但是关于突水系数计算、临界突水系数的确定等还存在一些值得讨论和研究的问题。在阐述带压开采和突水系数理论的基础上,给出了突水系数的各种计算公式及公式中有关参数确定方法,详细说明了临界突水系数的由来和应用条件,提出了计算突水系数的新公式。新公式不仅考虑了水压和隔水层厚度,而且考虑了底板破坏深度、导升高度和奥灰顶部隔水段等因素,为计算和统计分析确定突水系数新的临界值奠定了基础。

基于有效应力概念的矿井临界突水系数修正及应用

矿井底板突水和水压致裂具有同源的力学机制,都是确定岩石(体)破坏的临界水压(突水系数为单位厚度的临界水压)。从水压致裂理论分析得出,有效应力系数对其作用显著。针对矿井底板破坏突水问题,通过对突水实例模拟分析,从稳态和瞬态两方面深入探讨有效应力系数变化对煤矿底板破断突水过程的影响。基于有效应力概念,推导煤层底板在不同渗透状态下临界突水系数的公式。最后,根据矿井底板不同的渗透特性,提出修正突水系数的计算方法和现场测试使用方法,对深刻理解岩体破坏突水的渗流力学本质、突水系数的内涵、指导底板注浆防渗设计,具有重要的理论和实用价值。

突水系数理论在桃园矿区的实践

实践中发现淮北桃园矿各工作面按突水系数理论计算得出的突水系数,在参考临界突水系数评价底板突水与否时,常出现一些特殊的情况,如有时计算出的突水系数高于临界突水系数却没有发生突水事故;有时计算得出的突水系数低于临界突水系数却发生了突水事故。通过对桃园矿的地质条件进行分析,并结合突水系数理论的原理解释其存在的合理性。认为从地质条件的实际出发,先进行地质分区再利用突水系数理论评价会有更高的准确性。

基于突水系数的煤矿底板突水危险性评价系统——以山西太原西山煤田古交矿区为例

通过对煤矿底板突水系数评价系统总体框架的介绍,并以山西太原西山煤田古交矿区为例,阐述了钻孔数据库的建立与查询系统的生成,着重说明了等值线的绘制过程,然后结合大量抽水试验数据,自动生成底板含水层等水压线和底板隔水层等厚线图,最后利用GIS叠加分析功能,根据突水系数的计算公式,生成了突水系数图。根据突水系数图的分析,划分出矿井底板的突水危险地区,对矿井防治水有一定的帮助。

抗突涌安全系数对地铁车站基坑变形的影响

通过离心试验、数值模拟相结合的方法对抗突涌安全系数与某地铁车站基坑变形之间的关系进行了研究。研究结果表明,不应用单一的抗突涌安全系数控制不同开挖深度承压水基坑的降水程度,如要满足同样的基底隆起量要求,开挖深度越大,要求的抗突涌安全系数越大。

突水系数与煤矿水害防治

从煤层底板突水预测预报问题出发,就突水系数评价水害方面,从1964年煤炭部焦作水文地质会战开始,分析了各个阶段突水系数公式,论述了突水系数的演化,到《煤矿防治水规定》对突水系数的重新科学定义。突水系数的意义在于简明扼要,符合实际,解放了受水威胁的大量的煤炭地质储量,应大胆使用,突水系数演化到今天并不影响我国煤矿水害的研究和进展,反而对我国煤矿水害评价起到了正确的指导作用。最后根据突水灾害的具体特点,在突水评价的基础上提出有效防治对策。

突水系数由来及其适用性分析

在阐明突水系数由来的基础上,指出突水系数是相对隔水层厚度的倒数,探讨了我国学者将0.06 MPa/m定为突水系数临界值的缘由,总结了突水系数的演变过程和各种突水系数计算公式的适用性。研究认为,当采深小于300m时,突水系数的计算可以不考虑矿山压力对底板的破坏深度,但在大采深条件下突水系数的计算应当考虑矿山压力对底板的破坏深度。

五图-双系数法在煤矿突水评价中的应用

为安全开采受承压水威胁的一1煤层,分析了郑州矿区大平煤矿主要底板突水因素,并用单一突水系数公式对底板突水进行了预测分区.研究表明,用单一的突水系数公式来预测突水事故并不准确.在突水系数法的基础上,把含水层奥灰岩富水区、矿山压力、大中型断层、小断层密集带等主要突水因素考虑进去,对突水系数法进行修正,用五图-双系数法对大平矿底板突水进行预测分区,其预测结果可以指导煤矿安全开采.

五图双系数法在北辛窑煤矿底板突水评价中的应用

北辛窑煤矿处于矿井建设阶段,目前,在+1 040 m水平南翼回风大巷掘进时发生底板突水现象,最大涌水量达455 m3/h。该位置经过突水系数法评价结果为安全区,说明单一的突水系数法在该矿部分地段评价并不准确。在充分分析区域及井田水文地质条件的基础上,通过分析底板破坏深度、底板保护层厚度、水头分布及有效保护层厚度等影响底板突水的因素,用五图双系数法对底板奥灰水进行突水评价分区,其预测结果为可以煤矿防治水工作提供依据。

突水系数计算公式的演变及实验研究

通过对突水系数在深部煤炭带压开采中的演变过程的分析研究,提出了突水系数在计算和应用中目前存在的缺陷。通过对煤层底板隔水层的阻水性能模拟实验研究,得出隔水层底板高压水导升过程中残余水压的分布规律和数字特征,并对突水系数计算公式进行了进一步的修正。

底板突水系数概念及其应用

对底板突水系数这个概念,目前颇有争议,对其作用的认识程度和理解角度亦有不同。《河北煤炭》1985年第2、3期就有《“突水系数”之概念不能成立》、《“突水系数”之概念可以成立》 的讨论,也有人说“突水系数至多有11％的实用价值”,而井陉、峰峰等矿区则有人认为“突水系数”作为突水信息,实践证明是可取的,并取得了明显效果。对此,笔者根据近期的科研实践和理论认识谈谈自己的看法,供参考、讨论。

瞬变电磁法和突水系数法在安全评价中的应用

以阳煤五矿为例,采用矿井瞬变电磁法详细探查了工作面底板隐伏地质构造及富水异常区,并利用巷道控制点底板标高和钻孔数据计算突水系数,进而采用矿井瞬变电磁探测成果与突水系数相结合的方法,对地质构造复杂段的富水情况进行综合评价,确保了工作面底板带压区的安全回采。

突水系数的产生及修正过程

从煤层底板突水预测预报问题出发,就突水系数评价水害方面,从1964年煤炭部焦作水文地质会战开始,到2009年的《煤矿防治水规定》,分析了各个阶段突水系数公式及其修正过程。结合实例,对弃用修正突水系数的意义进行了全面阐述。研究认为:在所有的预测预报方法中,煤层底板突水系数在煤层底板突水评价中最为简单实用;突水系数的意义在于简明扼要,符合实际,应大胆使用;突水系数演化到今天并不影响我国煤矿水害的研究和进展,反而对我国煤矿水害评价起到了正确的指导作用。

突水系数法评价煤层底板突水危险性的临界值探讨

突水系数法因其数据易得、操作简便等优点在我国各地煤矿评价底板突水危险性中被广泛使用,很多学者也对其计算公式进行了深入研究和优化。而突水系数临界值研究尚不够深入,多是凭经验获得。本文从数理统计的角度出发,收集一些突水工作面和安全工作面的突水资料,对其进行数理统计分析,得出突水系数临界值越大,而突水工作面预测准确率越低、安全工作面预测准确率越高的关系,为煤矿防治水工作提供了一个研究思路。

带压系数及突水系数在防治水中的应用

介绍了在邯郸矿区长期带压开采和矿井防治水工作中的实践经验,论述了"带压系数"、"突水系数"在防治水工作中的重要概念。