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。

岩溶发育地区煤层顶底板突水危险性分析

以贵州某岩溶发育矿区为研究背景,通过对煤矿水文地质条件和矿井充水因素进行分析,并应用高密度电法对矿井水文地质进行了勘查,得出矿区水文条件属于岩溶裂隙充水矿床,顶、底板直接进水。煤层开采后导水裂隙带发育至吴家坪组第2段,并与该段含水层连通起来,对上覆含水层形成卸压作用,该含水层含水量较小补给能力差,顶板突水可能性小。

贵州木孔煤矿底板岩溶水系统特征分析

采用系统理论的观点,较详细的剖析了底板岩溶水系统的结构和功能特点。分析结果表明:底板岩溶水赋存于由裂隙、溶隙、溶孔等构成的多重介质,为裂隙溶洞型储水类型;地质构造、岩性差异对系统结构空间格局有着重要的控制作用;研究区底板岩溶水可分为一个地表汇水系统和三个地下水系统,均属于浅层水循环系统:岩溶水主要补给来源于降水,以集中式点状排泄,各系统水动力特征参数相当,平均径流模数在2.29～4.99L/(s.km2);系统地下水水化学类型主要为HCO3-Ca或HCO3-Ca.Mg,矿化度低,循环周期短。针对7号煤层开采的可行性,初步采用模糊边界进行了安全分区。以上结论对木孔煤矿采掘过程中底板突水预测具有重要的指导意义。

深部煤层高承压水底板注浆改造防治水技术的应用

以刘桥一矿Ⅱ666工作面6煤为研究对象,针对矿井断裂构造复杂,与煤层开采关系较大的太原组灰岩岩溶裂隙含水层厚度大、富水性强、水压高、补给源充分、开采深度大、地压高等特点,结合以往相邻采区或工作面深部煤层底板开采时发生多次突水事故的实际,在分析矿井6煤顶底板主要突水点情况的基础上,对Ⅱ666工作面的突水系数进行了计算。结果表明,工作面的最大突水系数超过底板构造破坏带区域突水系数临界值,工作面回采前需采取底板注浆改造措施。根据工作面突水系数、底板隔水层厚度和承受水压大小,把工作面分为2段进行全覆盖注浆改造。运用涌水量对比法、物探探测法和突水系数计算法,对工作面的改造效果进行了评价,结果显示,注浆改造后的钻孔涌水量大幅度减小,甚至为零,物探异常区明显变少,突水系数均<0.06MPa/m,达到了预期要求,为保证深部煤炭资源开采系统的正常运行提供了技术保障。

脆弱性指数法在1煤层底板岩溶突水评价中应用——以新集二矿为例

随着煤矿开采强度与深度不断增加,煤层底板灰岩岩溶突水问题日益严重,逐渐成为煤矿防治水工作的重点。以新集二矿1煤层底板岩溶水为研究对象,利用基于GIS的AHP型脆弱性指数法对煤层底板岩溶突水进行脆弱性分区评价,根据统计分析计算出的分级阀值将研究区分为脆弱区(Ⅰ区)、较脆弱区(Ⅱ区)、过渡区(Ⅲ区)、较安全区(Ⅳ区)和相对安全区(Ⅴ区)等五个区域。研究结果表明:研究区的1煤底板的C_3^(1～4)灰、C_3^(4～13)灰和奥陶系岩溶突水区域自西向东,由相对安全区逐渐向脆弱区过渡,奥陶系岩溶突水脆弱性比太原组增大,且断层区域多为突水脆弱区。

复杂条件下煤层底板突水防治对策探讨

根据我国华北岩溶矿区大采深、高水压、高应力的复杂条件现状,从降低奥灰水压、提高煤层底板阻水能力和减小煤层底板破坏度三个层面探讨了防止煤层底板突水的对策,并对各种对策在实际运用时的适宜性进行了分析,提出了以奥灰局部降压、底板注浆加固、充填开采、奥灰顶部局部注浆加固相结合的综合防治水对策,对我国复杂条件下实现深部煤层开采具有重大现实意义。

岩溶型煤矿底板岩体质量分级及其在突水评价上的应用

煤层底板突水是威胁岩溶型煤田安全的主要水文地质问题 ,许多学者曾以多种方式对此进行过研究 ,但用岩体分级法进行研究的很少。本文参考 Bieniawski的分级方法提出了一套岩体分级方案和主要岩体力学参数的求解方法 ,并总结出了一套岩体类型与防治水工程投入关系的经验。该方法在皖北矿务局 6 51工作面的应用取得了成功 ,这一方法对整个岩溶型煤矿底板防治水工作都有参考价值。

邢东煤矿深部区域奥灰水害探查治理技术

为解决深部区域煤层开采的奥灰水害问题,以邢东煤矿-980 m水平内多个工作面底板探查治理工程为例,通过对矿井及工作面地质、水文地质条件进行分析,确定工作面回采期间的主要充水水源、充水通道及探查治理层位,结合钻探探查和注浆治理工程,通过工程效果检验,完成了研究区奥灰水害的有效防治。结果表明:研究区开采期间的主要充水威胁来源于煤层底板奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层水,主要充水通道为断层构造带。通过钻探工程探查,施工了1个地面主孔,40个地下近水平分支孔,根据伽马测井、水位观测和水温观测等钻探效果检验,确定本次探查到1个隐伏陷落柱(X8)、以及F_(23)等个别导水断层构造。经注浆工程治理,认为煤层底板奥灰岩溶裂隙发育程度不均一、注浆量与多指标相关性差,注浆条件较为复杂;经注浆终压、单位吸水率和现场实际揭露,注浆效果良好。通过本次奥灰水害探查治理工程,确保了矿井深部采区的安全生产。

山西省奥陶系峰峰组富水性影响因素研究

峰峰组作为奥陶系灰岩的顶部,是山西省五大煤田下组煤的间接充水含水层,其水文地质性质与富水性质直接决定下组煤的采掘安全。通过对山西省奥陶系峰峰组的水文地质条件分析,发现受岩性条件的制约,岩溶出露区富水性大于埋藏区,径流带的富水性强于滞留带。峰峰组上段顶部和下段底部在山西大部分地区富水性较差,在无构造导通的情况下,山西省大部分地区峰峰组与下伏强含水层无水力联系,在富水性较弱地区,峰峰组上段顶部和下段底部地层可视为煤系与上马家沟组的相对的隔水层。

浅析煤层底板奥灰水突水影响因素

叙述了老母坡煤矿概况,全面分析了老母坡煤矿9#煤层底板奥灰突水的影响因素,并针对不同的水害类型提出了防治煤层底板奥灰突水的对策。

大同煤田(北区)煤层底板独立岩溶水系统突水脆弱性评价研究

为准确评价大同煤田(北区)煤层底板岩溶突水危险性,通过大规模勘查对大同煤田(北区)岩溶水系统展开了调查和研究,确定了研究区独立的"大同煤田岩溶水系统",并对其边界进行了圈定。在此基础上,利用基于GIS-AHP的脆弱性指数法对研究区煤层底板岩溶突水危险性进行了预测和评价,研究结果表明:3号煤层赋存范围内大部分为安全区;5号煤层大部分为安全区和过渡区,危险区主要集中在中西部多数构造区域与燕子山井田东部、东周窑井田中东部、同忻井田西北部和马脊梁井田北中部;8号煤层过渡区和危险区面积明显增加,主要分布在东周窑井田、燕子山井田、马脊梁井田西南部和塔山井田西南部。

地面顺层钻进在煤层底板高压岩溶水害区域超前治理中的应用

朱庄煤矿深部采区太原组灰岩含水层具有高承压、强富水、补给充沛、无垂直分带性、存在强径流带和垂向导水通道、与奥灰有水力联系等特点,自6煤开采以来多次发生底板灰岩突水事故,最大涌水量1 400 m3/h,严重威胁矿井的安全生产。Ⅲ631工作面回采过程中发生多次灰岩涌水,针对Ⅲ631工作面水文地质条件及底板水害特征,通过引入石油领域地面水平井钻探工艺,采用地面顺层水平井和侧钻分支水平井钻探手段对涌水段及未采段进行精确有效探查,再结合高效的地面高压注浆控制工艺,对探查到的涌水通道及原生溶隙、构造裂隙等进行注浆改造,完成了工作面涌水快速封堵及区域超前治理。