潘集深部勘查区山西组煤层发育及顶底板工程地质特征

潘集深部勘查区作为淮南煤田资源接替基地现已进入详查阶段,为了查明山西组煤层赋存特征与工程地质条件,基于对勘查钻孔资料的统计分析,详细分析了1煤和3煤赋存以及夹层岩性、厚度发育特征。结果表明,山西组1煤和3煤区域平均厚度为3.5m;F66断层以北1煤受岩浆侵蚀,不可采范围集中分布,3煤不可采区域在F66断层两侧零星分布;1煤和3煤间夹层岩性以泥岩为主,平均厚度仅为1.25m。在此基础上,进一步探讨了1、3煤顶底板的岩石强度、岩性组成与结构组合工程地质特征,初步划分顶底板岩性组合类型,为深部矿井的设计和建设以及开采地质条件评价提供可靠的地质资料。     

淮南煤田新集一矿1煤组水文地质条件分析

在分析矿区及邻矿水文地质资料的基础上,结合所施工的8个水文地质钻孔的单孔抽水和群孔抽水试验,对矿区含(隔)水层的水文地质条件以及井田边界的进行了研究,认为当矿井开采1煤组时,顶板砂岩水和底板岩溶水为其直接充水含水层,砂岩水以静储量为主,它不会对矿井开采1煤组造成大的危害;底板奥灰岩溶水与太灰水之间联系较紧密,前者补给后者,是矿井突水是防治水研究的重点。得出了本矿1煤组的水文地质条件是岩溶裂隙水以底板突水的形式向矿床充水为主,水文地质复杂程度为中等类型的结论,从而为矿井水害的防治与矿井设计提供了依据。     

地下水位动态分析及其在实践中的应用

淮南孔集井田是全国水文地质条件复杂的矿井之一，为了查清其水文地质条件，根据大量地面钻孔构成的水文观测网的观测数据的分析，阐述了地下水的补给源及与影响因素之间的关系和各含水层之间的水力联系特征，为查明Ａ组煤底板岩溶水水文地质条件和防治底板水的突出提供了依据。     

淄博煤田石谷井田底板水害分析及防治水对策探讨

石谷井田位于淄博向斜东翼中段深部,整体上呈单斜构造,开采煤层为太原组底部9、10号煤层。通过对井田水文地质条件的分析认为：本溪组徐上砂岩、徐灰及奥陶系石灰岩承压水是矿井的主要充水含水层;影响井田含水层富水性的主要因素是地形地貌、含水岩组与可采煤层之间的岩性组合、厚度变化及断裂构造;井田底板突水形式主要是裂隙扩大型和裂隙渗流型。对井田的底板突水规律进行了分析研究,提出了以查明底板水文地质条件为前提,以准确分析判断可能发生的底板突水类型为基础,做好探查探测、实时监控、分析评价、预测预报、疏放降压、条带开采、合理留设煤柱的综合预防及治理措施。     

面向智能化开采的矿井煤岩层综合对比技术

煤岩层对比工作贯穿于整个煤炭地质勘查与矿井生产阶段的全过程,针对近距离、多煤层且构造复杂的矿井生产阶段煤岩层对比困难的问题,以贵州盘县煤田火烧铺煤矿为研究对象,通过对地质勘查资料的分析,结合地面瓦斯勘查钻孔、井下地质调查、瓦斯参数测试工程从地质勘查阶段已经建立的煤岩层对比标志层中提取适应于矿井生产阶段的标志层;结合矿井生产过程中井筒、巷道、工作面及其两巷道、切眼等井巷工程生产揭露资料的宏/微观煤岩、煤质化验、煤层顶底板岩石力学、煤层的光学特征等资料,提炼矿井生产过程中基于开采技术条件的煤岩层对比的标志;综合地质勘查与矿井生产阶段重新构建矿井生产阶段煤岩层综合对比标准体系。研究表明:地质勘查阶段构建的煤岩层对比标志层在矿井生产阶段岩性组合、地球物理测井曲线,高位标志性岩层以及古生物化石层基本上失去了指导意义,而煤层结构、伪顶或低位直接顶板古生物化石层、岩性标志层仍具有指导意义,可以指导实践生产;矿井生产阶段大量的地层倾角数据、宏/微观煤岩组分特征、煤层夹矸岩性,尤其是可见光、热红外等光学特征,煤层瓦斯含量、压力参数,煤层顶底板岩石力学参数等是煤岩层对比的良好标志层;构建的煤岩层综合对比技术体系可以有效地指导煤矿巷道高效掘进、工作面快速回采并识别断层发育特征。研究成果不仅可以指导煤矿井下生产工作而且可以为构造复杂区的煤矿井下工作面智能化开采提供基础地质资料,为煤矿安全、高效、智能化开采提供地质保障技术。      

新疆永新煤矿水文地质条件分析及矿井涌水量预测

永新煤矿因产能升级,需查明矿井水文地质条件并预测矿井涌水量。通过对矿井水文地质条件的研究与矿井充水因素的分析,认为A3煤顶底板砂岩裂隙水为主要充水水源,运用地下水动力学承压转无压完整井公式计算出矿井正常涌水量为2 261 m3/d,矿井曾经发生突水时的最大涌水量为453 m3/h,这两个数据可以作为矿井排水设计依据。     

潘北煤矿A组煤底板灰岩水文地质条件研究

太原组灰岩岩溶水是A组煤安全开采的主要威胁,为保证矿井安全开采以及科学合理的治理水患,潘北煤矿对地面灰岩水文观测孔进行大量补充勘探,探明了潘北矿A组煤底板灰岩岩性、岩溶发育特征及其富水性,明确了C3Ⅰ组灰岩水是A组煤开采直接充水水源,通过对地面灰岩孔的水位及水压动态观测,并布置井下灰岩水疏放孔,为制定防治水方案及A组煤安全开采提供依据。     

山西关闭矿井煤下铝研究与勘查开发建议

山西是中国的产煤大省,长期的煤炭开采产生大量的煤炭采空区和关闭矿井。目前山西已计划抽采关闭矿井采空区煤层气,但关闭矿井煤下铝的勘查开发目前还属于空白。本文系统分析了山西关闭矿井煤下铝勘查开发的主要地质问题,发现山西煤下铝广泛分布于山西石炭-二叠系煤层下部,资源枯竭型关闭矿井目前最适宜勘查开发煤下铝;山西关闭矿井煤下铝勘查开发过程中面临着跨采空区勘查、带压开采、底板突水、顶板扰动、深部矿体结构复杂品质变差等诸多不利条件,尤其要严防导通上部采空区积水和下部岩溶水;山西煤下铝勘查应充分利用已有煤矿采掘巷道和地质资料,按照收集资料划定靶区-物探圈定矿区和采空区-钻探查明开采地质条件-钻探加密圈定资源量的勘查步骤可大大节约钻探工程量和勘查费用。     

邹庄井田水文地质条件分析研究

通过对井田内水文地质条件及可采煤层赋存情况的分析,对井田内含水层和隔水层进行了划分,并对各主要含、隔水层（组、段）的岩性、厚度、埋藏条件、分布规律及水位、水质、富水性和补给、径流、排泄条件及各含水层（组、段）之间的水力联系进行了详细阐述。分析研究了矿井的充水因素,指出在留设防水（砂）煤岩柱条件下,开采3～10煤层时,新生界第四含水层（组）为间接充水含水层,直接充水水源为二叠系主采煤层顶底板砂岩裂隙水;开采10煤层时,正常情况下太原组1灰距10煤底板较远,对开采10煤层无直接影响,但在由断层作用导致断层间距缩短或对口的部位有突水危险。此结果为矿井今后煤层开采过程中降低水害威胁、制定防治水对策提供了帮助。     

山西省离柳矿区沙曲井田数值模拟及矿井涌水量预测评价

沙曲井田位于山西河东煤田离柳矿区的中部,处在柳林泉域岩溶水系统的径流区。矿区奥灰水水量大,水位标高为+797～+802m,其中的4#煤底板承受奥灰水压2～5MPa,10#煤底板承受奥灰水压3～6MPa,属带压开采矿井。利用井田以往的地质及水文地质勘探资料,应用GMS软件建立矿区三维立体模型和地下水渗流的数学模型,实现水文地质结构三维可视化,使数学模型能正确地反映预测区的水文地质条件,达到数值仿真效果;应用有限差分数值法,对开采上组煤(3#+4#)和下组煤(8#+9#、10#)时,石炭系太原组灰岩含水层和奥陶系峰峰组含水层的疏降进行矿井涌水量预测,为矿井的安全生产和防治水工作提供依据。     

山西长治南部经坊煤矿奥陶系峰峰组水文地质条件分析

经坊煤矿目前开采的山西组3号煤层逐步枯竭,矿井设计开采太原组8、9、14、15号煤层。奥陶系峰峰组是太原组煤层底板的间接充水含水层。以往大多数勘查成果得出该地区峰峰组岩溶裂隙发育较差,富水性弱-中等的结论,以至于个别矿井在奥灰带压开采危险性评价时甚至将其视为相对隔水层。因此,查明峰峰组的水文地质特征是太原组煤层能否实现安全带压开采的关键。通过岩心采取、抽水试验和水化学分析等多种手段的勘查认为:该地区峰峰组富水性普遍较强,处于主径流带附近富水性极强。该研究对于长治南部地区供水勘查和太原组煤层安全带压开采具有重要的指导意义。     

淮南矿区潘北矿A组煤层首采工作面开采地质条件探查分析

淮南矿区A组煤层进入开采实施阶段,潘北矿A3层工作面作为全区首采面,其安全开采地质条件评价至关重要。针对矿区A组煤层特殊的地质条件,综合钻探及地球物理探查成果,运用无线电波透视以及三维并行电法技术,对潘北矿A3层首采工作面的煤层、构造及水文地质条件进行了分析与评价。其中无线电波透视技术解释工作面内7处构造异常,其中1处异常断层及裂隙发育、局部煤层变薄,对回采影响很大;并行电法技术发现顶板异常5处、底板异常3处,根据异常范围,分别圈定顶板3处、底板2处为重点防治水区域。该结论经钻孔验证可靠性较高。     

山西王家岭煤矿采空区钻探验证分析

以王家岭煤矿首采区物探解释的CK2、CK6采空区为例,分析了采空区物探特征,根据煤矿区地质、水文地质特征,结合小煤窑的分布及开采特征,利用钻探手段对采空区进行了验证。在验证时,主要考虑了钻探、煤层厚度、简易水文、区域含水层水位、裂隙含水层富水性5个方面的影响因素。结果表明,物探解释的采空区是可靠的,并且查明了采空区的起止深度及其积水情况。对煤矿的巷道布设、井下探放水的实施和安全开采具有一定的指导意义。     

掘进巷道过断层漏顶区域的施工工艺研究

清水营煤矿岩体节理与裂隙发育,富水性较好,属于典型的＂三软＂煤层。工作面推进过程中顶板易碎、易冒;煤层开采中,软岩巷道稳定性控制与支护问题,严重制约了该矿井的安全生产。该矿在掘进巷道过断层时,发生突发性漏顶事故,致使巷道停掘。在分析了研究区岩性、构造、地球物理特征以及煤岩的物理力学参数的基础上,针对现场地质条件变化先后采取了两套施工方案对漏顶区进行加固。最终依靠方案二获得了成功,即采用对掘进迎头冒顶区采用水泥、水玻璃浆液加固冒顶区,并对冒空区采用马丽散泡沫充填。施工完成后从迎头退后36m起底,由冒顶区下部通过。现场实践证明,方案二具备安全性与经济性,可为＂三软＂条件下的巷道开采系统设计、岩层控制、安全回采提供地质保障与技术支持。     

井下浅层地震探测技术的应用

钱 家 营矿 区内 8、12 煤 层顶 底 板为 细砂 岩 或粉 砂岩 ,煤 层与 顶 底板 之间 物 理特 性差 异 较大 ,有 利于 开 展 井下 -2浅 层地 震 勘探 。结合 矿 井开 采地 质 条件 及生 产 实际 ,建 立数 学物 理 模型 ,推 算时 距 曲线 、求 解地 层速 度 。在分 析选 用 仪器 的工 作 原理 及井 下 施工 方法 的 基础 上,对在 上 覆煤 层巷 道 中使 用该 技 术探 测 8、12-2煤层 开采 地 质条 件的 可 行 性及应 用前 景 进行 讨论 。     

宁夏红石湾煤矿涌水量评价

在分析红石湾煤矿区地质及水文地质条件的基础上,对矿井的充水因素进行了论述,认为区内的古近系孔隙水含水层分布广,厚度大,富水性较强,但由于其距首采区的主采煤层(三煤)较远,导水裂隙带的最大破坏高度尚未达到该含水层,且其间有近20m厚的隔水层,所以该含水层对煤矿开采影响较小;影响区内煤矿涌水量的主要含水层为二叠系石盒子组砂岩含水层和山西—太原组砂岩含水层。采用富水系数比拟法、狭长水平巷道水动力学法、大井法对煤矿涌水量进行了计算,通过对各种计算方法适应性的评述及计算结果的对比,最后选用狭长水平巷道水动力学计算结果作为矿井正常涌水量,大井法计算结果作为矿井的最大涌水量。     

煤矿隐蔽特大突水通道快速封堵技术研究

2011年8月6日14时,临近黄河的韩城禹昌煤矿在11^#煤层回采过程中发生底板奥灰水突水,突水通过相邻煤矿采空区,并与8月7日零时5分许冲跨桑树坪煤矿北二车场绕道封闭墙进入斜井280m大巷,很快淹没整个大巷系统造成斜井整体淹井事故。在进行了井上、下水文地质调查、物探、钻探探查和示踪剂测试、水质化验与综合分析研究的基础上,初步确定了突水点与过水通道的区域,结合矿井11#煤层顶、底板、奥灰岩峰峰二段水文地质条件特征,采取了骨料灌注沉积法和松散体注浆加固法,成功隔离了两个矿井之间的水力联系。经过单位吸水率、追排水量、水位变化、残余出水量检验,达到了预期目的,实现了隐蔽突水点及过水通道快速封堵,为矿井全面恢复生产提供了重要保障。     

开滦钱家营矿1495E疑似陷落柱探查及综合治理

岩溶陷落柱在我国华北石炭二叠纪煤系地层中广为分布,由于陷落柱贯穿于岩溶发育的奥灰和煤系地层之间,即使陷落柱在天然条件下不导水,但由于后期开采活动对其导水性能的改造,陷落柱往往成为奥灰与煤系地层之间联系的通道,井巷或采煤工作面一旦接近或揭露陷落柱时,可能产生突水,破坏采区划分秩序,严重影响煤矿安全生产。2009年,钱家营矿业公司在1495E风道掘进过程中首次揭露地质异常体,高度怀疑为岩溶陷落柱。该公司采取地面微动地震探测、井下直流电法和井下瞬变电磁等多种物探手段与现场钻探相结合,对地质异常体实际赋存状况进行探查。结果表明,该异常体不含水。但考虑到对物探成果必要的检验以及后续井巷工程和相邻工作面回采对异常体围岩应力平衡的破坏导致可能突水,矿方对异常体实施了钻探探查、建立密闭墙以及异常体注浆治理。治理方案的实施为矿山生产建设顺利展开奠定了基础,保证了工作面、采区科学合理划分,且为同行提供了借鉴经验。     

底板注浆加固技术在河南汝州煤田朝川矿的应用

朝川矿断裂构造及裂隙发育,水文地质条件复杂。主采煤层二1煤底板隔水层薄、分布不稳定,再加上该区底板灰岩承压含水层富水性强、水头压力高、补给来源丰富,从而给煤层开采带来了一定的风险。针对矿区的水文地质特点,提出在受水害威胁严重且不适宜疏水降压的区域,采用底板注浆加固的方法实现矿井的安全开采,并对该矿在二1煤层井下巷道打钻成功,实现底板注浆加固,从而使含水层变为隔水层的实施过程进行了较为详细的介绍。结果表明,底板加固技术是预防煤矿突水的有效途径,具有极大的优越性和实用性。