覆岩主关键层位置对导水裂隙带高度的影响

采用理论分析、模拟实验和工程探测等方法,就覆岩主关键层位置对导水裂隙带高度的影响进行深入研究。研究结果表明:覆岩主关键层位置会影响顶板导水裂隙带高度,当主关键与开采煤层距离较近并小于某一临界距离时,顶板导水裂隙带将发育至基岩顶部,导水裂隙带高度明显大于按我国《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(以下简称"规程")中的顶板导水裂隙带高度确定方法得到的结果。对导水裂隙带高度产生影响的主关键层与开采煤层临界距离主要与煤层采高、顶板碎胀压实特性、主关键层破断块度等因素有关,可以粗略按7～10倍煤层采高计算该临界距离。当覆岩主关键层与开采煤层距离小于7～10倍采高时,不能按规程中的方法确定顶板导水裂隙带高度;当覆岩主关键层与开采煤层距离大于7～10倍采高时,仍可按规程中的方法确定顶板导水裂隙带高度。上述结果能很好地解释部分煤矿顶板异常突水灾害的发生机制,并指导神东矿区补连塔煤矿顶板突水灾害防治实践,取得显著的经济效益。

矿井顶板突水预警系统研究与应用

总结整理了我国煤矿突水预警系统的发展现状,从顶板突水机理相关理论和突水危险性评价等研究结果出发,分析了煤矿顶板突水主要受到水源、覆岩地层、地质构造和采掘活动4种因素的共同控制,研究了顶板突水预警机制和顶板突水预警系统的建立,并介绍了灵东煤矿水文信息监测及顶板突水预警系统的建立和应用情况,建立了包括系统中心站和多个遥测子站的井上下水文信息监测系统,以煤系含水层水位下降情况为突水预警特征指标量值,设定了预警阈值,指导工作面防治水工作。

顶板突水对冲击地压的影响

在分析4煤层开采顶板突水水源的基础上,揭示了矿山压力、冲击地压同顶板突水之间的关系,探讨了煤层开采过程中顶板突水对促进冲击地压形成的影响作用机理;基于物理流变学和断裂力学理论,提出了砾岩粒间隙中的水流失导致砾岩粒界面附近多层次应力局部集中,造成砾岩产生新的断裂,形成多层次冲击地压,促进顶板斑裂线扩展的机制,阐明了冲击地压和顶板突水互为影响的因果关系,从理论研究和现场监测2个方面得出了华丰煤矿4煤层开采深度大于520 m时容易形成冲击地压的结论.

赵各庄矿水文地质分区及涌水特征分析

通过对赵各庄矿历年开采中涌水状况及其分布、涌水与地质构造、采动效应等的关系研究,提出了赵各庄矿涌水具有分区特点:山前区(带)以奥灰水及地表水渗漏、逆掩导致顶板破裂、断层切割贯通底板砂岩含水层和采空区及塌陷坑积水引发异常涌水为主;在埋藏深度更大,地层产状变缓的井口区附近至南部开平向斜轴展布处区域内,则具潜在严重涌水风险的区域为特征。由此,将赵各庄矿划分为2个水文地质区:山前水文地质区(Ⅰ)与平原水文地质区(Ⅱ),并进一步细划为5个亚区,提出了开采深度达1200m以深为主的Ⅱ3亚区,判定断层切穿奥灰和突水系数大于0.1MPa/m的区域的能否实现安全开采,是该矿亟待解决的问题。

托板式突水对综采工作面的危害及防治

托板式突水是在没有水源的情况下发生的煤层顶板突水灾害,给矿山水害防治带来很大困难。以唐家河煤矿综采工作面发生的顶板水灾为例,对托板式突水进行了探讨。通过分析该工作面地质及区域水文地质条件,认为该工作面发生的突水为上覆岩层在采煤过程中,因岩层沉降形成的储水空间。储水空间吸收、储存大量的大气降水在工作面推进到一定位置,就会发生突水。根据突水赋存特点,提出相对防治水措施。