蒙陕矿区中深部矿井地温参数测试研究

针对蒙陕矿区中深部矿井各可采煤层埋藏深度较大且周边无矿井地温参数借鉴的问题,为对地温情况作出合理的评价和分级,通过原岩温度测定、矿井气候参数观测和地面气候参数观测的方法,对矿井地温参数进行了观测与分析,绘制地温分布图,对不同情况下的温度、湿度进行预测,更加有效地指导井下热害的治理工作,以便提出经济实用的降温方案。

蒙陕接壤区深埋煤层开发过程中矿井涌水量变化特征

蒙陕接壤区侏罗系深埋煤层开采过程中,掌握不同阶段矿井涌水量变化规律,是保障煤矿安全的关键。从含水层发育特征、巷道掘进进尺、采空区半径等方面开展了相关研究,结果表明:蒙陕接壤区煤层顶板导水裂缝带范围内的3层复合含水层,富水性差异较大,分别对巷道掘进阶段和工作面回采阶段涌水量影响较大。煤矿建井阶段,矿井涌水量随着巷道掘进进尺增加而增加,但单位进尺涌水量变化不大,平均涌水量为0.008 32 m^3/(h·m)。工作面回采前将钻孔水量降至5.0m^3/h以下,水压降至1.0 MPa左右,实现了顶板含水层静储量充分疏放目标。首采面和接续面回采阶段,矿井涌水量呈"阶梯式"平稳增加,矿井涌水量与采空区半径呈线性正相关关系。通过对侏罗系深埋煤层开采过程中矿井涌水量变化规律和影响因素的研究,可以为其他矿井建设和工作面回采提供安全保障和科学依据。

蒙陕深部矿区强富水顶板水害防控与综合利用技术

针对蒙陕地区深部主采煤层受多层含水层威胁、井下涌水量大、生态环境脆弱的现状,以纳林河二号矿井地质和采矿条件为研究背景,综合采用数值模拟、相似模拟、室内试验、现场实测等研究手段,首先基于采动覆岩破坏高度与特征和采动砂岩裂隙含水层的充水规律,提出了以"控水采煤"为核心的深部水害防控技术方案;其次,针对高矿化度矿井水质和井下工作环境的特殊性,开发了一种适合该矿区矿井水水质特点的、综采工作面给水深度处理技术及成套装备;最后根据矿井排供水量关系,将疏控水技术与矿井水深度处理技术相结合,实现了蒙陕深部矿区矿井水综合利用。研究成果的成功应用,不仅有效控制了工作面初采期间的最大涌水量,实现了工作面的安全回采,而且实现了矿井水资源的充分利用与保护,从而保障了矿井安全高效绿色开采,为该矿区其他矿井提供了借鉴。

蒙陕接壤区深埋型煤层顶板水文地质及水文地球化学特征

为了弄清蒙陕接壤区深埋型煤层顶板水文地质及水文地球化学特征,利用水文地球化学数据开展了综合研究,结果表明:白垩系志丹群与第四系之间水力联系密切,矿化度较低,属于HCO3-Ca型水,与志丹群底板标高没有相关性。安定组可有效地阻隔上部含水层水对直罗组的补给;大部分矿井主采煤层到安定组顶板距离较大(>250 m),导水断裂带不会波及志丹群含水。主采煤层顶板含水层水中矿化度与地层标高呈负相关关系,大部分水样属于深部滞留型的SO_4-Na型水;但榆横北区的几个矿,普遍属于SO_4-Na·Ca型水,Cl/HCO3值也偏小,表明榆横北区上下含水层联系相对较好。

蒙陕接壤区深埋煤层顶板水疏降效果

为了实现工作面安全回采前顶板水的充分疏降,根据特大型煤矿深埋煤层的井下特点,研究了＂管路放水＋落地放水＂与＂中转水仓＋水沟＂相结合的顶板水疏降方法。结果表明：工作面切眼附近44个疏放水钻孔的总涌水量基本稳定在150 m^3/h,且在增加或减少疏放水钻孔疏放数量后,总涌水量基本不变,钻孔涌水量主要为动态补给量;疏放水中心区域的T16-5孔水压从4.8 MPa降至0.9-1.0 MPa,且其它观测孔水位、水压均已达到稳定状态,形成稳定的降落漏斗。