瞬变电磁法在煤矿老窑采空区积水探测中的应用

以某煤矿6-1采区为研究案例,根据采区地质水文及地球物理电性特征情况,合理在采取内容实施数据采集,对数据实施预处理后,从全域视电阻率断面图和全域视电阻率切面图2个角度实施煤矿老窑采空区积水探测分析。根据分析结果对采取1#和2#煤层采空区积水范围进行综合解释说明,最后采用钻孔探测法进行采取采空区积水情况验证分析,有效确认瞬变电磁法的应用价值。

小窑破坏范围及积水区探查综合物探技术应用研究

基于坤达煤业井田范围内三、四采区3号煤层小窑开采的实际情况,分别采用三维地震方法对小窑分布范围、瞬变电磁法对小窑富水性进行综合探查,基本查明了小窑分布范围和积水范围,三维地震和瞬变电磁法可以互为验证和补充,为矿井的生产布局和安全生产提供了可靠依据,同时,综合物探技术的应用也为未来的煤矿勘探和开采提供了新的思路和方法。

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。

关闭煤矿高位采空积水综合治理技术研究与应用——以小溪沟煤矿为例

针对小溪沟煤矿东翼受相邻关闭煤矿高位采空积水威胁,且关闭煤矿开采技术资料不准的问题,采用地面瞬变电磁法核查了关闭煤矿采空积水情况,对积水影响区防隔水煤柱进行了重新设计,提出通过施工专用放水巷和放水钻孔疏排关闭煤矿采空积水的水害治理技术方案。治水工程实施后,相邻关闭煤矿高位采空积水被完全疏干,东翼积水影响区资源得以安全回采,水灾防控成本仅为7.8元/t,经济效益显著。

积水区下煤层开采水防治技术研究

某矿5201综采工作面开采后引起的覆岩导水裂隙高度为40.2~42.9 m,而采面与上覆3号煤层3101、3102采空区层间距仅为22.0~29.2 m,采空区积水会给5201综采工作面后续回采带来较大安全威胁。为解决5201综采工作面回采期间上覆3101、3102采空区积水问题,综合已有物探、钻探方法及3号煤层相关资料,确定3101、3102采空区底板标高最低处为采空区靠近5201回风巷80 m处,并提出通过疏排方式疏干采空区积水,依据现场情况确定5201综采工作面疏排水钻孔布置方案。经过疏排后,5201综采工作面在回采前及回采中经物探及钻探均未探测到上覆采空区积水,且采面回采期间顶板未出现淋水现象,取得较好的应用效果。

基于Visual Modflow的刘东煤矿闭坑水位回升预测

随着我国能源产业结构调整,越来越多不符合国家要求的矿井被关闭,导致我国闭坑矿井数量迅速增加,矿井闭坑后产生的老空水,会对周围矿井生产造成威胁。以淮北刘东煤矿为研究对象,使用Visual Modflow软件对矿井闭坑后的水位回升进行了预测,以此为周边矿井安全生产提供依据和保障。结果表明:随着时间的推移,闭坑矿井内的水位会不断上升,深部较快,浅部较慢,并且得出了闭坑矿井水位变化趋势,矿井回灌时间约为240 d。研究结果也为相似地质条件的矿井防治老空水提供参考。

资源整合矿井老空水探放技术研究

为实现12402回风巷安全高效掘进并降低探放水成本,根据12402综采工作面现场情况,在12402运输巷内布置定向长钻孔,对12403采空区内积水进行超前定向疏排。布置的定向长钻孔可隔一个采面对采空区积水进行疏排,从而解决了普通疏排水钻孔距离短、位置偏差大等问题。同时,利用定向钻进设备钻孔轨迹可控制特点,将定向长钻孔布置在12402回风巷底板内,提高了巷道掘进的安全性。现场应用后,布置的4个定向探放水钻孔累积疏排采空区积水量达到3.65万m3,有效解决了12403采空区积水对12402回风巷掘进的影响,疏排水工作与12402回风巷掘进同步开展,为采面早日回采创造了有利的条件。

中国煤矿水文地质类型划分与特征分析

为了落实《煤矿防治水规定》与《煤矿安全规程》之要求,根据全国26个省(区、市)调查数据与信息,经过系统地统计和分析,笔者总结提出了我国煤矿水文地质类型划分的基本状况和特征,并从煤矿数量、涌水量、富水系数、类型复杂程度、专门防治水机构、从业技术人员、持证探放水工和专用探放水钻机等方面,分析了全国和各省市区煤矿的基本特点、成立、配备与保障情况,剖析了我国四大主要聚煤区的煤矿水文地质类型特点、面临的主要水害难题和防治水组织机构与保障措施等。

相关分析法在矿井涌水量预测中的应用

针对水文地质参数影响矿井水量预测可靠性的问题,提出利用多年矿井涌水量预测的相关因素分析法进行预测,以同煤大唐塔山煤矿为例,建立塔山煤矿充水地质模型,利用SPSS软件分析塔山煤矿矿井涌水量与累计煤炭产量、累计掘进进尺和累计采空区面积的相关性,建立矿井涌水量多元回归方程,实现矿井涌水量可靠预测。预测结果表明,塔山煤矿矿井涌水量与累计煤炭产量密切相关,煤矿开采3-5号煤层时的矿井涌水量为4 972 m3/d。该研究为煤矿防治水安全提供了可靠技术支持。

谢桥矿区采煤塌陷积水区环境效应分析

采煤塌陷水域是淮南矿区一种特殊地表水体。选择了具有代表性的有一定塌陷时间的谢桥矿塌陷水域,监测分析其水质理化指标、常规离子和重金属元素。结果表明:塌陷水域水质状况具有季节性变化。水域受到了一定程度的污染,DO丰富,COD含量偏高,水域呈弱碱性,pH值较为稳定,部分理化指标随时间增长有累计效应。常规离子含量顺序为HCO3->Mg2+>SO42->Ca2+>Cl->Na+>K+>F-。与国家地表水质量标准(GB3838-2002)比较,水域重金属元素除了Hg严重超标外,其他As、Se、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等均不超标,未对水域构成重金属污染。通过对谢桥矿区塌陷水域水质进行分析评价,为其及周边矿区塌陷水域综合应用提供了一定的理论依据。

瞬变电磁法在探测煤矿采空区及其积水区的应用

瞬变电磁法是目前工程勘察中应用较广的物探方法之一。该方法观测纯二次场,故分辨率高,可分辨出地下规模较小的不均匀体,尤其对低阻地质体反应灵敏。在山西七岭煤矿边界老窑采空区探测中,基于采空区及其积水区与完整围岩在视电阻率值上的明显物性差异,利用瞬变电磁法在视电阻率值上的相对低阻异常来圈定采空区及其积水区,为准确划分煤矿采空区及其积水区的位置提供依据。

邹城市太平采煤区土地塌陷现状及恢复治理对策初探

邹城市太平采煤区是以农业生产为主的平原地区,人口稠密且地下水位埋深浅,煤炭开采致使地面塌陷从而形成了独特的塌陷积水模式。通过调查和测量,揭示了该区地面塌陷和耕地破坏的现状,提出了适应当地经济和技术发展要求的恢复治理对策,以期为同类土地塌陷积水区的综合治理提供参考和借鉴。

长距离定向钻探技术在探查小煤矿边界及老空水中的应用

论述了矿井老空水的赋存特征,分析了长距离定向钻探的优缺点,并以神华乌海能源有限责任公司矿井地面及井下定向钻探为例,研究了定向钻探技术在小煤矿边界及上层无规律老空积水探查中的技术和经济优势,为同类条件下矿井探查小煤矿边界及老空水探放提供了新的技术途径。

瞬变电磁法在探测煤矿采空积水区的应用

探测煤矿采空积水区通常较难,但可以充分利用瞬变电磁法对低阻地质体反应灵敏和分辨率高的特点,通过精细处理和分析研究,从而有效地探测采空积水区。以吉林某煤矿和山西某煤矿采空积水区探测为例,介绍了瞬变电磁法在探测煤矿采空积水区中的应用及效果。

唐山沟矿近距离煤层采空积水区探测技术研究

基于唐山沟开采煤层12#上部地层的地球物理特征,通过合理布置点距、线距以及严谨的室内数据处理解释,运用瞬变电磁法小线框技术探测了测区内8#、11#煤层高低阻分布范围。根据唐山沟矿的水文地质资料及物探处理结果圈出测区内的采空区及积水分布范围。结论表明:采空区积水与围岩电性差异明显,瞬变电磁法能够圈定近距离煤层采空积水区分布范围,为煤矿安全生产及水文地质工作提供依据。

基于Levenberg Marquardt反演的福建小煤矿底板富水性分析

以福建黄土坑煤矿为研究对象,采用网络并行电法技术,从三维探测数据处理角度阐述了Levenberg Marquardt反演原理及模型构建,并通过引入光滑约束模型以及自适应调节阻尼因子实施电阻率数据反演,由此获取了该矿采煤工作面底板下不同深度探测异常区视电阻率空间分布情况。研究表明:探测区域存在6个相对低阻异常区且富水性强弱参半,其中Dz1、Dz2、Dz6较弱;Dz3、Dz4、Dz5较强,呈现出浅部较深部强、北强南弱的特征,与钻探验证结果吻合,可信度高。

同忻井田采空区积水贮存分布特征及突水预测

本文依据井田范围内采空积水调查资料,探讨了采空积水的贮存分布规律,并采用冒落带及导水裂隙带最大高度的计算方法,预测了未来开采下伏可采煤层造成的漏水灾害区。

高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律

为了研究高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律,以安徽淮北五沟煤矿1031工作面为研究区域,基于Landsat-8遥感数据解译结果,总结了2013-2017年1031工作面上方地表积水范围演化规律,分析净降水量、地下水埋深、工作面推进距离等因素对积水范围演化的影响,并提出积水边界角的概念,建立了积水边界角随采动时间变化的函数关系式。研究发现:高潜水位采煤沉陷区地表积水演化分为4个阶段:未形成期、同步增长期、残余增长期、相对稳定期;在同步增长期和残余增长期,工作面推进距离、净降水量与积水面积日增长量呈正相关,地下水埋深与积水面积日增长量呈负相关;工作面推进距离是积水范围演化的关键影响因素,在工作面推进距离为476 m左右时,地表产生积水,工作面停采后5个月左右,积水面积趋于稳定;积水边界角先呈减小趋势,再趋于稳定,在同步增长期和残余增长期,积水边界角总体呈减小趋势,但受气象、地下水埋深等因素影响而波动;相对稳定期,积水边界角整体趋于90°。本研究为高潜水位采煤沉陷积水区土地利用规划、土地复垦、水陆复合生态系统建立等提供理论依据。

小型煤矿采空范围及其富水性的探测

文章介绍了高分辨电测深法的工作原理、方法及其应用效果,采用该方法法勘查小型煤矿采空区及其富水性范围,工作方法有效,地质效果明显。该方法能为各小型煤矿资源的有效整合利用及整合后煤矿的安全生产提供依据。

高潜水位采煤沉陷区积水时空演化特征研究——以安徽省矿区为例

随着煤炭资源大面积、高强度开采,高潜水位矿区积水问题尤为突出,对周围生态环境产生了严重影响。为了给采煤沉陷积水区生态环境修复提供科学依据,开展了高潜水位采煤沉陷区积水的时空演化特征研究和影响因素分析。以整个安徽省矿区为研究区域,基于Landsat TM/OLI遥感数据,采用归一化水体指数法(NDWI)和目视解译法对1995—2020年(共计22期)和2020年12个月份(12期)沉陷区积水区域进行提取,获取了近25年安徽省采煤沉陷区积水空间信息,并结合水文和降雨资料分析和讨论了沉陷区积水时空演化的影响因素。结果表明:①近25年来,安徽省采煤沉陷区积水面积的增长呈“缓慢—快速—稳定”3阶段分布特征。研究期内平均积水面积增长了约6倍,从18.95 km^(2)增长到118.09 km^(2),年均增长3.97 km^(2)。②从时间尺度上沉陷区积水演化分为3阶段:第1阶段(1995—2005年),由于积水初步形成还未稳定,增长速度较为缓慢,年均增长率为4.65%;第2阶段(2005—2013年),基于安徽省煤炭开采量进入快速增长期,积水面积也增长迅速,年均增长率为6.64%;第3阶段(2013—2020年)增长率开始不断减小,积水面积逐渐趋于稳定,年均增长率为3.42%。空间尺度上,安徽省沉陷区积水主要集中在淮南市和淮北市,约占全部积水面积的70%。③安徽省采煤沉陷区积水演化长时间尺度的主要影响因素是煤炭开采量,短时间尺度的主要影响因素则是大气降雨。④利用Logistic回归曲线建立了安徽省采煤沉陷区积水面积预测模型,预测得到在未来一段时间安徽省采煤沉陷积水面积将仍处于低速增长阶段,到2030年,枯水期积水区面积约达到130 km^(2)。获取了高精度的沉陷区积水信息,分析了其时空演化规律及影响因素,可以给高潜水位采煤沉陷区积水的治理以及沉陷区的生态修复提供科学依据。