煤矿过沟开采突水溃砂临界水力坡度计算及应用

为了研究浅埋煤矿综采工作面在过沟开采过程中发生突水溃砂灾害的临界条件,在松散含水层液化流动的临界水力坡度推算基础上,利用承压含水层单井非稳定流抽水模型导出了实际水力坡度求解公式,提出了突水溃砂灾害发生的临界判据。并利用临界水力坡度、实际水力坡度的计算方法及突水溃砂的判定方法对哈拉沟煤矿22404工作面过沟开采突水溃砂风险性进行了预测,结果表明:该工作面的实际水力坡度为3.595,实际水头高度大于12.64 m,均小于其临界水力坡度和临界水头高度,工作面具有突水溃砂的风险。根据计算结果,对该工作面上覆松散富水层在井下进行了预疏放水和注浆固砂处理,有效预防了突水溃砂灾害的发生,保障了工作面的生产安全。

寸草塔二矿采空区防水密闭墙可靠性分析

针对寸草塔二矿22110采空区水库不同砖砼混合结构形式的防水密闭墙在抗拉、抗剪以及抗渗性方面存在的潜在危险因素,根据岩石力学与水力学理论,以定量与定性相结合的分析方法,对采空区水库附属的混凝土结构、砖砌墙结构防水密闭墙强度以及围岩强度、抗渗性进行了综合分析。分析认为,22110工作面采空区防水密闭墙可承受的安全水头高度最低为7.0m,并据此确定了储水区限制水位线,即警戒水位线为5.6m。结果表明,采空区防水密闭墙的可靠性及承压能力能够满足井下采空区水库水的复用功能。考虑到岩石的分化性、吸水性、耐酸碱性的影响,随着时间的推移,其抗拉、抗剪强度会衰减,长时间使用后还需要定期维修保养。

富水松散沙层下开采安全水头高度研究

现有水沙溃涌灾害预测理论由于预测对象发生改变,大大降低其实用性和可靠性,据此将水沙溃涌作为渗透破坏的一种,以沙体颗粒起动的临界水力坡度为判别条件,将厚度较小的潜水含水层涌水通道视为完整井,运用稳定流的完整井流理论,在求解出涌水通道内的水力坡度公式的基础上,以库萨金公式计算影响半径,利用扎马林公式确定临界水力坡度,将悬伸岩梁分为回转、不回转情况,得出了水沙溃涌判别公式,为网络裂缝带波及的含水沙层水头疏降提供了理论依据,确保开采工作面不发生灾难性水沙溃涌威胁。