金能煤业分公司矿井水文地质条件分析

金能煤业分公司矿井地处贺兰山北段山前冲积平原边缘,东临黄河。地表受山洪、黄河、采空塌陷积水等水体影响,地下受基岩中砂岩裂隙含水层、老空区积水危害,矿井水文地质条件复杂。历史上发生过多次突水。在分析研究矿井水文地质特征及充水因素的基础上,认为矿井涌水量主要来源是上水平、上区段采空区泄水及采空区灌浆后下部出水,其次是各含水层充水,再次是生产用水的排泄;煤层开采形成的冒落带、导水裂隙带,基岩裂隙,断层破碎带是主要的充水通道。并提出了切实可行的矿井防治水方法与对策,对金能煤业分公司和神华宁煤集团其他开采石炭-二叠系煤层矿井的防治水工作具有重要意义。     

府谷矿区矿井涌水实例及突水因素分析

在分析矿区地质及水文地质条件的基础上,以冯家塔煤矿1201工作面为例,论述了府谷矿区矿井突水因素,认为大气降水、岩溶水和地表水是矿井充水的主要水源,断层、采煤形成的裂隙带是矿井充水的通道,小煤矿采空区是未来煤矿安全生产的重大隐患。运用突水系数和水文地质实验法,对矿区的突水危险区域进行了评价,指出井田西北部突水系数大于0.6,可能存在突水危险;清水川地堑断裂带内富水性及导水性弱,对煤层开采不会造成威胁。最后提出了加强矿井水文地质勘查、做好矿井涌水量观测等矿井防治水建议。     

代池坝煤矿深部水文地质条件研究及涌水量预测

代池坝煤矿进入深部开采,通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素分析,认为矿床充水含水层为富水性弱^中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320中等的砂岩裂隙含水层,各含水层间水力联系差,深部开采面临含水层地下水水压变大,具有一定的危险性。矿井主要充水水源为大气降水、含水层砂岩裂隙水、地表水和采空区积水。矿区主要充水通道是煤层开采后形成的导水裂缝带和矿区范围内11个报废钻孔。采用了比拟法的计算:深部标高+320⁺50m范围内正常涌水量为234m+50m范围内正常涌水量为234m³/h,最大涌水量为509m3/h,最大涌水量为509m³/h。     

河南瑞平煤电(集团)庇山矿充水因素分析

通过对河南省汝州市庇山煤矿区的水文地质条件分析,认为矿井主要充水水源为上部老窑积水、第四系孔隙水、砂岩裂隙水及灰岩岩溶裂隙水.除第四系松散孔隙含水层富水性较强外,其它各含水层富水性均较弱,对井下煤层开采威胁不大,老窑积水是构成上部煤层开采充水的主要因素,充水通道为采空塌陷带及构造断裂带.建议开展水文地质物探工作,为矿井防治水提供参考依据.     

浅析东峰煤矿矿井充水

东峰煤矿主要水害隐患来源于上部煤层及同层采空区积水、井田周边小煤矿积水、大气降水。本文在总结该矿水文地质条件及水害特征的基础上,重点分析了地表水、构造、导水裂隙、含水层、采空区对该矿井的充水影响,确定了矿井主要水患。     

吴堡矿区首采地段水文地质特征及矿床充水条件分析

从鄂尔多斯盆地东部地下水类型、含水岩组等区域水文地质条件入手,对陕北石炭二叠纪煤田吴堡矿区首期开采地段水文地质条件进行了分析。分析表明,区内第四系松散层含水层在首采区虽然分别较广,但水量相对较小,正常情况下与其下含水层贯通的可能性较小,对于煤矿开采影响较小;基岩风化裂隙潜水、太原组灰岩溶隙裂隙及砂岩裂隙承压水及奥陶系灰岩岩溶承压水是煤矿开采中最为主要的突水类型。从矿坑充水水源、充水通道和充水强度角度对首期开采地段进行了矿床充水因素的研究。研究认为,矿井充水水源为煤层顶底板砂岩裂隙水、灰岩裂隙溶隙承压水及奥陶系岩溶承压水;充水通道主要是煤层开采后顶板形成的冒落带和导水裂隙带以及底板受其承压水的影响而产生的破坏带。建议在矿井设计前对首采地段进行三维地震勘探,进一步查明区内断层性质、规模和易发生矿井涌水的部位,为建井设计、矿坑底板的突水和防治提供依据。     

贵州省织金矿区少普井田水文地质特征及其对开采的影响

结合邻区矿井开采数据,对井田内地形地貌、构造、地表水以及地下水等水文地质特征进行分析研究,认为井田水文地质条件简单,地表水、老窑水对矿井开采影响不大,断层导水性弱,渗透途径为冒落裂隙带;矿井初期开采煤层时直接充水水源为长兴组、大隆组等岩溶裂隙水、龙潭组砂岩裂隙水,其次为老窑积水,充水通道为冒落裂隙带;中后期开采时,直接充水水源为大气降水以及河流、溪沟水。由于峨眉山玄岩的阻隔,茅口组强含水层对矿井开采没有影响。     

锦界煤矿水文地质特征与矿井充水危险性预测

矿井充水危险性预测是矿井水害防治的重要工作。通过锦界煤矿矿井水文地质特征的研究,总结了煤矿地下含(隔)水层的发育特征及其与煤层的4种空间组合关系。分析得出矿井的主要充水水源为直罗组风化基岩裂隙含水层,充水通道为煤层采后所产生的导水裂隙带,计算并实际验证了导水裂隙带发育高度。依据采动条件下隔水层隔水性的判据,预测圈定了3-1煤层采后地表松散沙层与风化基岩含水层遭受破坏有可能发生充水的危险地段及充水危险性。      

雅店煤矿水文地质条件及防治水研究

雅店煤矿位于彬长矿区北部,地质构造简单,主要可采煤层为延安组的4#煤层。通过对矿井水文地质条件的分析研究,认为对矿井安全生产有影响的含水层主要为富水性中等且水头压力较高的洛河组含水层,导水通道主要为煤层开采形成的导水裂隙带。提出了矿井井筒施工和煤层开采过程中,在防治水工作中应借鉴临近矿井的经验,加强首采工作面煤层采动前、后含水层变化规律及导水裂隙带发育规律的研究,采用超前探水、疏水降压、合理留设防水煤岩柱等防治水建议。     

雁南煤矿北二采区充水因素及开采影响评价

在全面分析大雁矿业集团公司雁南煤矿北二采区的水文地质条件及煤层开采矿井充水因素的基础上,计算了开采27^1号煤层时导水裂隙带发育高度．得出了北二采区各煤层工作面开采即不会受到上部砂砾含水层的影响,雁南煤矿铁路涵洞以西的胜利河冲击沟也不会受到北二采区的采动塌陷影响的结论。     

基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术

为避免山西临汾胜利煤矿10号煤层采动过程中受上覆6号煤层采空区透水的威胁,利用板壳理论、断裂力学理论分别建立导水裂隙带高度和底板破裂深度的力学模型,计算10号煤层Ⅰ—Ⅵ区开采过程中导水裂隙带高度分别为46.77 m、48.86 m、56.05 m、56.14 m、56.33 m和55.20 m,6号煤层Ⅰ—Ⅳ区的破裂带影响深度分别为1.57 m、1.14 m、1.85 m和1.26 m。通过构建上覆煤层采空区积水危险性类型的划分准则,对10号煤层采动过程中受到上覆6号煤层采空区积水的危险性进行判定分析,结果表明:6号煤层Ⅰ—Ⅳ区对10号煤层的积水危险性类型均为突水型,会对10号煤开采过程产生安全威胁;6号煤层的不可采区域对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的影响类型为原岩渗透型,对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的回采不会构成危险性。      

矿山水文地质结构及其采动响应

本文以谷德振先生创立的岩体工程地质力学理论为指导,在水文地质结构概念的基础上提出了矿山水文地质结构的概念,结合我国煤矿的宏观地质背景及矿山水害的研究基础,基于矿山水文地质结构对矿山水害类型进行了重新划分。从突水水源、导水通道以及采掘活动3个致灾危险源出发,结合矿山突水溃砂灾害、底板突水实例,对矿山水文地质结构的采动响应进行研究,为矿山水害防治和矿山安全地质工作提供了一种新的思路和途径,显示了岩体工程地质力学在煤矿水文地质工程地质研究中的重要指导作用和强大的生命力。     

永夏煤田水文地质特征及开采技术条件评价

全国六大优质无烟煤生产基地之一的永夏煤田,自20世纪70年代初,就陆续开展了煤炭资源的勘查工作,随着区内各矿区勘查阶段和勘查程度的逐步深入,部分矿区已相继建井开采。而针对整个煤田的水文地质及其开采技术条件的分析与评价,目前为止还没有一个完整的综合性成果。通过对区内各矿区、各勘查阶段成果及部分矿井开采资料的汇总和综合研究,认为区内的次级褶皱、断裂构造发育中等,构造复杂程度属中等;三煤组为砂岩裂隙水充水类型,水文地质条件属简单类型,二2煤层为底板砂岩裂隙充水和石炭系上统太原组灰岩裂隙岩溶水充水类型,水文地质条件属简单偏中等类型;煤层顶、底板总体属稳定-中等稳定;区内瓦斯普遍偏低,仅局部地段富集;除局部地段为二级高温区、地温增温异常外,其余大部为地温正常区和一级高温区。该研究为煤田或矿区的总体规划、矿井建设以及矿床开采中加强开采技术条件管理等方面,提供了基础性资料。     

Application of an Improved Flow-Stress-Damage Model to the Criticality Assessment of Water Inrush in a Mine: a Case Study

This paper presents a case study of water inrush on a mine working face from roof strata. The flow-rock failure process analysis (F-RFPA^2D) code with an improved flow-stress-damage (FSD) model was adopted to perform the failure and coupling analysis. The improved FSD model was used to represent the permeability variation at the four stages (elastic, damaged, cracked, and crack closure) of the rock failure process. The fracture initiation, propagation, and coalescence in the stressed strata and the seepage field evolution in the stress field are represented visually during the whole process of water inrush. The failure zone with high permeability induced by mining disturbance becomes the water-conducting zone after full excavation of the coal seam. The height of the water-conducting zone obtained in this study is in reasonable accordance with that predicted by an empirical formula. It is definitely clarified that the water inrush from the roof strata is induced by the failure zone full of vertical coalesced mine fractures. It is unlikely that roof accidents resulting in water inrush would occur if the water-conducting zone does not grow upwards into the aquifer. The main task for mine extraction under a confined aquifer is to locate the aquifer and find the maximum height of the water-conducting zone, which is very important for mine construction and support design.     

淮北煤田矿井充水因素与防治水措施研究

淮北矿区矿井突水的主要充水水源是老窑积水、新生界松散层底部含水层（组）水、煤层顶、底板砂岩裂隙水、太原组与奥陶系灰岩水。矿井众多重大突水事故表明，加强太原组、奥陶系石灰岩含水层和断层破碎带的探测与疏放工作，是降低煤矿突水风险的必要条件。     

邢台煤矿下组煤开采水文地质条件评价及突水危险性预测

为安全开采下组煤,详细分析了矿区奥灰水文地质条件,以研究煤层底板突水因素、突不机理为切入点,利用地理信息系统技术,对下组煤开采之前奥灰突水的危险性进行了预测,即可分为３个区（安全区、可能突水区、突水区）,同时提出下组煤先期开采的范围为－２１０ｍ水平以上范围。     

Technologies of Preventing Coal Mine Water Hazards for Sustainable Development in North China

As hydrogeological conditions of coal field in North China are complicated, coal mine water hazards have been occurring frequently. Nearly 80% of coal mines are affected by Ordovician and Permo-Carboniferous Karst water. According to rough statistics, 200 incidents of water inrush have occurred since 1950, 1,500 persons have died, and there is an economic loss of 3 billion Yuan (RMB). The climate of North China belongs to drought or semi-drought zone. So the recharge amount of ground water by infiltration of precipitation is limited. Stronger coal mine water drainage has brought a series of environmental problems, such as water resource and lots of famous Karst springs exhausted, surface collapse emerged, mine water contaminated. Coal mine water hazards are so serious that the economic benefit of coal mines is dropping. Sustainable development of coal mines is affected. So, preventing coal mine water hazards and protecting geological environment are essential. This thesis focuses on preventing coal mine water hazards technologies. The technologies include four aspects: exploration of hydrogeological conditions; prediction and forecast of water inrush; mining under safe water pressure; and sealing off groundwater by grouting.     

基于不同开采方式的煤矿涌水量预测及其环境影响分析

煤矿开采不当会对水资源与水环境造成破坏,尤其在生态环境相对脆弱地区更是如此。针对目前矿井涌水量预测大多以单一工作面或煤矿为评价单元,对沟域内煤矿群同时长期开采的地下水环境影响重视不够。选择头道河则沟域为研究区,以地下水勘查、井田勘探资料为依据,构建了头道河则完整沟域的地下水三维非稳定流数值模型,根据地下水、地表水监测数据和煤矿群开采涌水量的长观资料进行模型的识别与验证,以9#煤矿为典型矿区,分析综采和条带充填2种不同开采方式下矿井涌水量及其对水环境的影响。研究结果表明：(1)综采状态下,矿井涌水量增加0.70×10⁴ m³/d,导致地下水溢出量减少0.20×10⁴ m³/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.21～17.92 m;条带充填开采状态下,矿井涌水量增加0.11×10⁴ m³/d,导致地下水溢出量减少0.04×10⁴ m³/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.01～0.44 m。(2)煤矿按综采方式开采,...