基于岩性-结构的煤层底板突水危险性评价

煤层顶底板突水危险性预测与评价是煤矿突水灾害防治的基础和依据。针对煤层底板隔水介质条件,分析了煤系岩石力学性质,煤层底板突水的岩性、结构和厚度特征,建立了煤层底板突水危险性评价理论和方法。研究表明:煤层底板隔水介质条件取决于隔水层岩性和断裂构造,随着底板泥岩含量增加,煤层底板隔水性能增高,但抗水压能力降低;随着断裂发育程度的增加,底板隔水层由完整结构、块裂结构到碎裂结构和松散结构,煤层底板抗水压能力和隔水性能均降低,突水危险性增大。煤层底板抗水压能力与煤层底板隔水层厚度密切相关,统计表明,煤层底板受的极限水压p与底板隔水层厚度h之间为2次幂函数关系。在传统突水系数的基础上考虑了隔水层的岩性和结构特征,提出了煤层底板突水危险评价分类;进一步根据水压P_w与岩体破裂压力P_c关系和水压P_w与最小主应力σ_hmin关系判断是否突水。      

带压开采煤层底板突水安全可靠性分析

为合理评价孙疃煤矿10煤层带压开采的安全可靠性,建立了10煤层隔水底板稳定性可靠度分析模型。考虑底板隔水层厚度、底板岩石容重、抗拉强度等参数为随机变量,采用斯列萨列夫安全隔水层厚度计算公式建立极限状态方程。在研究随机变量概型的基础上,采用JC法、最优化法以及基于最优化的蒙特卡罗法计算隔水底板的可靠度以及失效概率,并探讨了该矿10煤层安全开采的可靠指标,避免了单纯依据定值作为突水判据的某些不合理性。     

肥城煤田下组煤底板隔水能力影响因素分析

分析了肥城煤田下组煤开采时隔水底板岩层阻水能力的影响因素,认为底板隔水层岩性的不均匀性、煤田内的重力滑动构造、矿压作用及承压水的作用是削弱该煤田隔水底板阻水能力的主要影响因素。      

杨柳煤矿太原组灰岩含水层突水危险性评价

结合杨柳矿10煤底板至太原组一灰顶隔水层的有效厚度、岩性组合、原始导高、岩体结构特征、及断层的导含水性能以及物理力学实验的结果,运用分形理论对矿区的10煤底板隔水层进行完整的分析,得出隔水层的隔水性能。最后,运用灰色模糊综合评价法建立数学模型,对底板的突水危险性进行评价和分区。     

章村三井隔水层微观研究及煤系地层叶腊石的发现

通过采用传统的岩石薄片显微鉴定和现代化扫描、透视电子显微镜、X射线衍射分析、差热分析等方法对9煤至奥灰间隔水层岩石的结构、构造、矿物成分进行了综合测试，微观研究表明，区内9煤至奥灰问地层中铝含量较高，隔水层中泥质岩粘土矿物主要以叶腊石、伊利石、高岭石为主，大部分岩石遇水后稳定，无崩解现象。其中在煤系地层中发现大量叶腊石。初步分析认为是受后期强烈岩浆岩活动影响，发生热液蚀变而形成。通过压汞实验测试了10个隔水层岩样空隙结构，原岩状态下，9煤至奥灰含水层间隔水层空隙度很低，呈现致密状态，因而应具有良好的隔水能力。     

岩溶山区采煤条件下隔水层破坏及地表水入渗特征研究

在采空区上部、采煤沉陷区边缘以及沉陷区外,采用地面水文地质调查、钻孔地下水位简易水文地质观测、压水试验和试坑渗水试验,综合分析岩溶山区采煤条件下隔水层破坏及地表水入渗模式。对比1955年与2011年两个时期的地下水位值及地表水入渗量,经多种试验验证:采空区上方近地表岩体破碎,隔水层失去隔水作用,与含水层融为统一含水体;采煤沉陷区内,钻孔地下水位下降幅度最高达到86.30m,地表水入渗量最高可达到经验数值的31.61倍,地表水入渗模式以垂直渗透补给地下水含水体为主;采煤沉陷区外,地表水入渗量基本不变,地下水位没有明显下降,隔水层仍保持隔水作用,地表水以坡面流为主。     

对安全隔水厚度计算公式的修正

对安全隔水厚度计算公式的修正李明山（大屯煤电公司姚桥矿沛县２２１６１１）１安全隔水厚度计算公式１９８４年《矿井水文地质规程从试行）附录五给出了安全隔水厚度计算公式：式中：Ｌ─采掘工作面底板最大宽度（ｍ）；γ－隔水层岩石的容重（ｔ／ｍ￣３）；Ｋ＿Ｐ─隔...     

硬石膏矿层底板突水预测和评价

基于硬石膏矿层底板灰岩水文地质和工程地质条件计算的矿层开采后导水裂隙带的高度为16m,原位张裂隙带高度为5m。为防止采矿时底板突水,设计预留隔水石膏矿柱80m,其有效隔水层厚度为59m。运用突水系法和阻水强度法计算的有效隔水层厚度分别为61、50和36m。根据技术、经济和安全的原则,分析认为有效隔水层厚度取50m就能达到安全开采的目的。     

上海地区更新统承压含水层沉积机制（模式）探讨

区内更新世古河道变迁,具有暖期向南摆动,冷期向北摆动的规律。一、三期古河道暖期向南摆,河床中沉积的砂层形成了含水层,其间所夹持的隔水层(粘土、亚粘土)是二期古河道冷期向北摆动时的边滩或心滩沉积,从而形成了含水层与隔水层。无论是冷期或暖期的古河道都形成各自的含水砂层及隔水牯土、亚粘土层。对暖期形成含水层,冷期形成隔水层的看法,笔者认为值得商榷。     

太原东山煤矿15号煤层底板突水条件分析

东山井田位于娘子关奥陶系岩溶泉域的西部。奥陶系灰岩水已严重地威胁着15号煤层的安全开采,在底板隔水岩柱薄弱地带或断裂陷落柱构造破碎带,存在着岩溶水突破相对隔水层溃入矿坑的可能性。本文着重研究了底板突水条件,并提出了相应的防治措施。      

带压开采条件下急倾斜煤层底板隔水性能探查研究

急倾斜煤层带压开采较水平及缓倾斜煤层存在的突水潜在威胁较大。为了有效防范底板突水情况的发生,昌华煤矿在带压开采急倾斜5号煤层时,于井下布置了三个钻孔,采用了钻孔"三量"观测、压水试验和岩石力学测试等方法,对煤层底板隔水层进行了探查。探查成果表明:5号煤层底板至奥灰顶界隔水层隔水性能较好,厚度适中,且奥灰顶面下约50 m亦可作为相对隔水层,对防护开采5号煤层突水危险较为有利。     

昆明吴家营岩溶水系统边界的水文地球化学分析

西南岩溶水系统边界条件复杂,其中水头隔水边界在水动力条件改变的情况下具有不稳定的隔水特性。文章以昆明吴家营岩溶地下水系统为例,通过水化学组分动态序列图解法、数理统计法及水文地球化学模拟等方法对研究区边界特性进行了研究。研究结果表明该岩溶水系统水动力条件丰水季优于枯水季,并存在与边界外发生水力联系的越流通道;丰水季时岩溶槽谷区地下水在高水力梯度的驱动下向下绕过玄武岩隔水层,通过下部阳新灰岩对系统内岩溶水进行越流补给,枯水季受深部滞流阻水影响,越流补给现象不明显;由此得出此类水头边界的隔水特性会随水动力条件的改变而具有动态响应特征。研究成果对当地岩溶水资源量的评价和合理开发利用提供科学依据。      

基于剪切破坏的深长隧道掌子面隔水岩层安全厚度的研究

突水是复杂地质区域隧道修建时常见的地质灾害。掌子面前方隔水岩层是阻止突水发生的重要安全屏障。本文主要对隧道前方隔水层临界安全厚度的确定方法进行研究。首先基于Mohr-Coulomb破坏准则构建了隔水岩层剪切破坏力学分析模型并得到相应的隔水岩层安全厚度的计算公式;其次,对于深埋隧道,构造应力场对水平应力影响更明显,通过理论分析以及安全性角度分析,发现利用竖向应力计算法向应力更合理;然后,考虑隧道开挖对初始地应力的影响,对上述模型做了进一步的改进;最后,结合跃龙门隧道工程突水灾害的特点,利用区间非概率可靠性以及概率分析两种方法对隔水岩层厚度进行分析,并与现场实测结果进行对比验证。工程案例应用结果表明本文所提出的计算模型是有效的。本文的研究成果既是对现有的临界隔水岩层厚度的知识体系进行补充和完善,也可为后续的风险评估、风险对策的制定提供辅助信息。     

霍州曹村矿下组煤底板高承压水突出条件剖析

本文分析了曹村井田下组煤矿井充水条件，进而从定性与定量两个方面论述了下组煤底板隔水性能。最后在综合考虑井田构造、岩溶陷落柱、奥陶纪灰岩（以下简称奥灰岩）水压、隔水层抗水能力以及采矿影响等的基础上，对全井田进行了突水条件分区预测．从而为解放奥灰岩水威胁下的煤炭储量和煤矿安全生产提供了依据。     

采动及渗流作用下隔水土层破坏规律研究

为了研究土层隔水层在采动及渗流作用下的破坏规律,采用了固-液耦合相似材料模拟试验研究和土层破坏理论分析。试验表明,在采用的长壁间隔式开采中,浅埋煤层中的组合关键层破断后进入裂隙带,隔水土层协调运动进入弯曲下沉带。该开采方法改变了岩层的运动破坏规律,抑制了采动裂隙在隔水土层中的发展,避免了导水裂隙与含水层贯通,达到了保护土层的采动隔水性目的。土层变形、破坏理论分析表明,组合关键层的破断距亦即对应土层的跨距,在弯曲下沉过程中没达到变形破坏极限跨距,不会产生导水裂隙,满足保持隔水性能的判据。现场开采实践证明,试验工作面开采后未出现潜水渗漏。该方法并已成功实现多个工作面的保水开采。     

新近系保德组沉积薄弱区红土阻水性能及其资源开发意义

关键隔水层沉积薄弱区阻水性能的深入研究对于矿井生产安全和生态水资源保护均具有重要意义。基于区域沉积特征重新优化钻孔数据,研究榆神矿区红土沉积厚度的分布规律,并探讨与红土阻水性能相关的微观工程特性和控制因素。结果表明,红土沉积厚度从西北向东南逐渐增大,并且随着河流的演化,红土分布变得极不均匀,红土缺失区面积达到48.80%。在垂直方向上通过粒径分析和渗透试验表明,红土的阻水性能随着红土沉积深度的增加而增强;在水平方向上通过微观结构和物质组成分析表明,红土的隔水性能与其沉积厚度并非简单的线性关系,随着红土沉积厚度的减小,薄弱区红土的隔水性能急剧下降。基于稳定达西流速概念计算了非完全阻水的红土薄弱区临界厚度,通过多源数据融合,得到榆神矿区红土阻水性能的分区。榆神矿区红土工程特性及阻水性能的系统研究可为红土薄弱区内矿井查清隐蔽致灾地质因素、实现关键隔水层保护及再建以及指导煤水双资源协同共采工程实践等方面提供重要的理论依据。     

煤矿直通放水孔的施工方法

兖州煤田属隐蔽型煤田,其西、北部煤系地层露头普遍被巨厚的第四系松散层覆盖,第四系松散层按含、隔水性来划分,分为３个含水层和２个隔水层,底部含水层即三含水层直接和煤系地层接触,因此,矿井设计时预留了较大尺寸的防水煤柱。为解放水体下压煤,变防水煤柱为防砂...     

河南朝川矿一井突水因素分析

河南省汝州市朝川矿一井主采煤层二1煤底板隔水层薄、分布不稳定,底板灰岩承压含水层富水性强、水头压力高、补给来源丰富,开采至今已发生数十起突水事故,造成严重的经济损失。研究认为：矿井的主要充水水源为寒武系含水层,导水通道是断层、构造裂隙及采动裂隙,二1煤层底板隔水层仅在局部地段能起到隔水作用;矿井的充水方式主要是大气降水、地表水体通过石炭系和寒武系灰岩露头区渗漏补给,在煤层底板形成水头压力大的承压水而威胁矿井安全的。最后指出,在矿井生产中一定要严格遵守＂预测预报,有采必探,边探边掘,先治后采＂防治水方针。     

厚砂砾含水层下特厚煤层综放开采防治水技术研究

水帘洞煤矿地表水系发育,煤系地层上覆的白垩系洛河组和宜君组巨厚层状砂砾岩含水层,含水丰富,对矿井的安全开采构成了威胁。在详细分析矿区顶板含水层特征、隔水层岩性组合特征及隔水性能基础上,采用比拟法计算了综放条件下顶板导水裂隙带发育高度,并用数值法研究了不同采宽条件下顶板导水裂缝带发育规律,预计了工作面涌水量,为评价煤矿综放条件下工作面安全回采可行性提供了科学的依据。     

岩溶充水矿区煤层底板突水危险性评价方法探讨——以山东新驿井田为例

奥灰是区域性强含水层之一,对开采太原组煤层威胁很大,通过对山东新驿煤矿首采区奥灰水文地质条件的分析,在对其突水影响因素综合分析的基础上,用有效隔水层突水系数法、多层叠加抗压强度比值系数法、安全隔水厚度比值系数法等三种方法从不同角度对突水危险性进行了划区评价,经相互对比验证,效果较为理想.