四川省宣汉县炉厂坪井田炉坪煤矿充水因素分析

炉坪煤矿矿井涌水量主要受大气降水影响较大,同时井下涌水量还随煤层开采面积的扩大和开采深度的增加而增加。炉坪煤矿矿井主要充水因素有大气降水、直接裂隙充水含水层水、采空区积水、断层水及老窑积水,其中尤以浅部老窑及老采空区积水的渗漏补给量突然溃入矿井危害最大。     

煤矿采空区的地震动力响应及其对地表的影响

为了研究煤矿采空区的地震动力响应及其对地表的影响规律,基于工程结构波动理论,从地震的加速度和位移变化角度,对煤矿采空区的地震动力响应及其对地表的影响进行系统的定量分析;得出了煤矿采空区地震波的变化。根据结构动力学理论,建立煤矿采空区岩层的动力学方程,利用有限元软件定量地研究了在不同工况下煤矿采空区场地在地震作用下的响应规律,得出如下结论:煤矿采空区的存在降低了地表的位移和加速度峰值,明显改变了场地地表的动力反应特性。岩土介质的松散度和破碎度得到增加,降低了地表的地震动力响应。     

煤矿采空区的地震动力灾变及安全防控的研究进展与挑战

针对煤矿采空区的地震安全及矿区地下结构抗震研究不足的问题,通过分析国内外专家学者对地下结构的地震动力灾变与防控的相关研究成果,分别从煤矿采空区灾害的特征与形成原因、煤矿采空区动力灾害研究的紧迫性与严峻性、地下结构抗震研究领域的已有优秀研究成果以及煤矿采空区地震动力灾变研究的不足及发展趋势等方面进行了分析探讨,在分析地下结构抗震研究成果的基础上指出了煤矿采动区地震动力灾变与安全防控迫切需要解决的问题,系统凝练了地震作用下煤矿采空区及地下结构的地震损伤力学机制与灾变控制的核心学术问题,初步揭示了煤矿采空区的地震动力响应、煤矿地下结构的地震破坏模式迫切需要解决的技术难题,为煤矿采空区的地震动力稳定性及煤矿采空区地下结构的地震灾变防控提供参考和借鉴意义。     

高密度电阻率法和瞬变电磁法在煤田采空区勘查及注浆检测中的应用

从煤矿采空区诱发的地质灾害对国民经济建设的危害和采空区探测与治理的现实意义出发,总结了煤矿采空区探测中的地球物理方法技术现状,分析了开展煤矿采空区地球物理探测的物性差异前提.在简要介绍高密度电阻率法和瞬变电磁法基本原理的基础上,结合我国新疆某地区的探测实例,研究总结了高密度电阻率法和瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用效果.结果表明,由于煤矿地下采空区和未采区之间存在有明显导电性(电阻率)差异,使用高密度电法和瞬变电磁法综合勘察煤田采空区效果较好,工作区120 m以上浅部采空区采用高密度电法探测,其定量解释结果精度较高,而100~350 m深度范围内采用瞬变电磁法探测作定量推断解释效果较好.文章还结合应用实例探讨了利用高密度电阻率法评价煤矿采空区注浆治理效果的可行性.     

鹤岗煤矿区地面沉降时空特征InSAR时间序列监测研究

随着煤矿资源的开采,鹤岗地区地面沉降现象逐渐加剧。以鹤岗煤矿区作为研究对象,收集2019年8月31日—2021年8月20日的59景Sentinel-1B SAR影像,采用SBAS时间序列InSAR技术提取煤矿开采引起的地面沉降。对鹤岗煤矿区地面沉降在空间上的演化过程进行分析,重点研究了鹤岗南部富力煤矿、兴安煤矿和峻德煤矿地表形变的时空演化特征,结果表明:鹤岗煤矿区的地面沉降呈现出不均匀、漏斗式的运动特征,提取的19个沉降漏斗全部对应鹤岗煤田开采区,最大形变位于新陆煤矿开采区,形变速率约370mm/a。在研究期内,自相对于第一景影像的沉降漏斗形成后,后续矿井开采沉降漏斗的空间形态基本保持不变。鹤岗南部富力煤矿和兴安煤矿4号形变点所在工作面的地表形变仍然处于快速下沉状态,有必要持续跟踪。     

采空区上地震时间剖面的特征分析

采空区在煤矿生产和地面施工勘探中危害严重.在煤矿生产和施工前探测采空区,圈定出采空区的范围,已成为当前三维地震的一项十分总要的研究课题.本文分析了采空区形成的原因,划分了不同的采空区类型.通过应用Tesseral-2D全波场地震模拟软件包对采空区进行正演模拟,建立不同类型采空区的地质模型,在这些地质模型上模拟激发,对所得到的时间剖面的地震特征进行分析.     

煤矿采空区地震安全防护的若干问题

针对煤矿采空区地下岩体结构的地震安全防护不足的问题,分别从煤矿采空区灾害的特征与危害、煤矿采空区的形成与基本特点及煤矿采空区失稳破坏的基本模式等方面深入研究煤矿采空区场地可能导致的次生灾害。通过分析煤矿采空区地下岩体结构地震灾变的相关研究成果,总结煤矿采空区地震安全防护所涉及的关键安全问题,揭示地震作用下煤矿采空区的场地稳定性与地下岩体结构安全防护迫切需要解决的技术难题,为采煤沉陷区工程建设及地震安全防护提供参考。     

基于4D地震技术的煤矿采空区监测（英文）

煤矿地下采空区随着时间推移范围在不断扩大,冒落带、裂隙带、以及变形带也在持续变化,因而诱发煤矿突水等灾害的发生。本文将油气田开发中行之有效的四维(4D)地震监测技术用于监测煤矿地下采空区异常变化,以探索这一方法的可行性。以陕西韩城地区某煤矿为例,我们将这一技术用于动态监测该煤矿采空区异常变化。基于这一试验中所取得的4D地震监测数据,就煤矿采空区的异常变化特征,改进了油田4D地震监测数据处理方法,建立了一套适用于煤矿采空区地震移监测数据处理解释流程,校正了因塌陷导致的地表高程和采空区上覆地层速度的异常特征。我们对油田4D地震监测数据处理方法做了四点改进:1)采用融合高程静校正的低频分量和折射静校正的高频分量的方法,解决了地表高程变化和低降速带被破坏引起的静校正问题;2)采用速度一致性方法,解决塌陷引起的采空区上覆地层速度变化的问题;3)采用基于互相关的空变时差校正方法,解决扰动区存在反射同相轴下拉的问题;4)采用空变振幅校正方法,解决采空区引起的煤层振幅异常的问题。实际应用表明:本文建立的煤矿采空区4D地震监测资料处理和解释方法合理有效。     

电阻率成像技术研究与应用

层析成像方法的应用,使得物探技术变得更加简捷、高效和经济。本文介绍了电阻率成像的基本概念,讨论了该方法的技术原理,并详细阐述了电阻率成像技术应用于煤矿采空区勘察的操作方式、观测装置、数据处理等技术要素。结合某煤矿采空区勘察的工程实际,介绍了煤矿采空区探测时的测区及布线概况。通过对7条测线数据的解释,详细分析了测量结果,并对电阻率成像技术的发展前景做出了有益的探索。     

高压输电线塔基煤矿采空区的高密度电阻率法探查研究

煤矿采空区的塌陷与变形对高压供电线塔基的稳定构成了极大的威胁．使用高密度电法对塔基附近的地质结构进行了探测,应用二维和准三维反演方法确定了地下电阻率分布形态,以此为基础推断解释了塔基附近煤矿采空区的位置和形态,并对塔基的加固处理提出了建议。