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。      

太原西峪煤矿9号煤层带压开采问题的研究

根据本矿区的地质、水文地质及工程地质资料,确定了矿区9号煤层底板的有效隔水层厚度,并以此计算了9号煤层带压开采的突水系数,对开采受承压水威胁9号煤层的安全区与危险区进行了划分,为西峪煤矿开采提供了资料,对于指导该矿安全生产具有一定的意义.     

山西新阳矿太原组下组煤层底板岩溶水突水安全性评价

新阳矿9-10-11号煤层底板低于奥灰岩溶水位,承受水压较高,存在带压开采问题。依据矿区水文地质勘查资料,通过对9-10-11号煤层底板隔水岩层隔水性能、奥灰岩溶水富水程度、底板断裂构造发育情况、煤层底板承压大小以及采煤扰动底板破坏深度等突水因素分析,表明井田西南部断裂构造发育地段为突水危险区。分别采用突水系数法和突水危险度法对全井田9-10-11号煤层底板突水危险性进行评价,评价结果显示井田南部及断裂构造发育地段为突水危险区。理论分析与定量评价结果基本一致。针对9-10-11号煤层底板突水安全评价结果,提出了相应的防突水对策。     

聚类分析模糊综合评判法在矿井突水危险性评价预测中的应用

为了准确评价矿井突水危险性,根据聚类分析和模糊综合评判法的原理,以大同矿区同地永财坡煤矿为例,针对现有9个钻孔的煤层底板破坏深度、底板保护层深度、奥灰静水水压、底板有效保护层深度、带压系数、突水系数6个影响矿井突水的关键因子,在采用聚类分析法对该煤矿4#煤层底板突水进行分区的基础上,再利用模糊综合评判法对各突水分区进行等级划分,将突水分区划分成"安全"、"较安全"、"较危险"、"危险"和"极危险"5个等级。经计算,该矿4#煤层底板北部及中部划分为安全区,仅南部和东南部为突水较危险和极危险区。     

基于“五图-双系数法”的带压开采煤层底板突水危险性评价

在概述五图-双系数法基本原理的基础上,对山东泰安煤矿最下部带压开采的13号煤层进行了突水危险性评价。评价以"带压系数"为主要评价指标,结合"突水系数",并配合"三级判别",进行带压等级分区,评价结果显示:13号煤层带压开采区底板突水危险性主要划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级区,其中以Ⅱ、Ⅲ级区范围较大,Ⅰ级区仅分布在断层周围。说明13号煤层带压开采区底板突水危险性较小,安全性较高,但在带压区开采13号煤层时应加强断层或隐伏构造探查与防治。     

山西南阳矿奥陶系岩溶水赋存运移特征及下组煤底板突水危险性评价

南阳矿未来开采太原组下组煤15号煤层时,井田中西部存在奥灰岩溶水带压开采问题。通过水文地质补充勘探,研究分析矿区奥灰岩溶水赋存运移特征和15号煤层突水的危险性。结果显示:该区奥灰岩溶水水位标高在626～617m,地下水流向由北偏西向南,整体富水性从西北向东南由弱至中等,径流条件从东向西由较好变差;15号煤层在尹家沟村以西属于带压开采,突水系数最大为0. 079MPa/m,属于相对安全区,在底板无断裂构造沟通下不影响其安全开采。     

西蚕寺矿区2~#煤层开采影响因素分析

通过钻探、物探、水化学测试、抽水试验等手段,在查明地层、构造及煤层顶底板工程地质条件的前提下,从地表水、煤层顶底板岩层裂隙水、奥灰岩溶水三个角度分析了宁武-静乐煤田西蚕寺矿区2#煤层开采水文地质条件,获得如下认识:导水裂隙带高度较煤层埋深有一定的差异,开采2号煤层受地表水的影响较小;煤层顶底板岩层裂隙水富水性弱,对2号煤层开采影响甚小;矿区奥灰水水头压力大,带压区煤层底板承受的水头压力在1.15~8.96 MPa,在断层带附近,会产生突水。评价的结果与方法可为相同地质条件的煤层勘查提供借鉴。     

煤层底板承压含水体上带压开采研究

渭北煤田5、10号煤层底板以下的奥陶系灰岩强含水层,水头压力大,对采煤的威胁严重,历史上曾经发生多次底板突水事故,造成重大人员伤亡。以澄合矿区为例,研究了带压开采防治水的技术路线,提出了底板注浆加固的防治水方法,并成功应用于董家河煤矿,不仅安全开采了5号煤层,而且保护了渭北地区岩溶水的统一水位标高,使区内各岩溶大泉流量稳定、黄河湿地生态安全得以保证,促进了生物多样性和工农业用水安全,为渭北及华北型煤田底板承压水体上带压安全采煤找到了技术途径。     

轩岗矿区刘家梁煤矿5号煤层带压开采突水危险性分析评价与防治

为了分析评价奥灰含水层对轩岗矿区刘家梁煤矿5号煤层开采威胁程度,确保矿井安全开采,根据矿井以往相关地质及水文地质资料,本文以刘家梁煤矿5号煤层底板带压开采水文地质条件为基础,通过对煤层底板奥灰含水层的富水性、隔水层的岩性组合特征、底板采动破坏深度等综合分析,利用煤层底板采动破坏深度计算分析和5号煤层底板突水系数计算等评价方法,对煤层开采发生底板奥灰突水的危险性进行了综合分析评价,得出了在完整底板情况下5号煤层可以安全回采,同时还提出了煤层带压开采的防治水技术措施。     

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。     

保安煤矿西翼3煤层开采安全性研究

通过对矿区水文地质条件的分析,认为开采3煤层时的主要充水含水层为顶板砂岩裂隙水和底板奥灰水,以奥灰水最为突出。采用突水系数法及阻水系数法计算煤矿西翼3煤层开采的有效隔水层厚度为37.6m,运用大井法计算工作面开采过程中最大涌水量为98.3m3/h。研究认为：工作面可以进行带压开采,在巷道和工作面开拓中必须在井下施工探放水孔,在富水区进行疏水降压,达到安全开采的目的;开采F20、F35断层附近时应留足防水煤柱,并对奥灰进行疏水降压,以免发生突水事故。     

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。     

宁东煤炭基地煤炭开采对地下水的影响预测

宁东煤炭基地生态环境脆弱,水资源匮乏,煤炭开采过程中的水资源保护备受关注。采用公式法及现有3个工作面实测数据研究,确定了首采煤层开采导水裂缝带发育的最大高度,对比首采煤层至主要含水层之间的距离与导水裂缝带发育的高度差值,预测首采煤层开采对含水层结构的影响程度。研究结果表明,宁东煤炭基地首采煤层开采的导水裂缝带发育高度一般为20～80m,其中大于180m的区域面积约5.9km2,集中于西北部灵武矿区;石炭纪—二叠纪煤矿区横城矿区7个钻孔导水裂缝带突破石盒子组达主要含水层(新生界含水层)底部,侏罗纪煤矿区灵武矿区9个钻孔的导水裂缝带已经沟通地表。将首采煤层开采影响含水层的程度划分为影响大、影响较大、影响一般、影响微弱4种类型,各种类型所占比例分别为14.7%、40.31%、18.65%、26.34%。     

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。     

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.     

突变学理论在桃园矿10煤底板突水预测中的应用

10煤是桃园煤矿三大主采煤层之一。距离其较近的太灰含水层,是10煤开采的直接充水含水层。在该含水层外围,以奥陶系为主的隐伏型碳酸盐类裂隙岩溶含水岩组,是其强大的补给来源,这对矿井安全威胁较大。采用突变学方法建立了煤层底板突水预测模型,对桃园煤矿10煤1026-2、1041-2和1031工作面底板突水的可能性进行了预测,为桃园煤矿底板突水防治提供了理论依据。      

蔚县矿区奥陶系下统灰岩岩溶发育规律及煤层开采对策研究

在充分收集蔚县矿区勘探资料、生产矿井资料的基础上,进行了归纳整理与分析研究,总结出矿区奥陶系下统灰岩岩溶发育规律(岩溶发育程度在平面上划分为三个区,垂向上大致可分为三个带)及岩溶水的赋存条件,并提出了受奥陶系下统岩溶水威胁的1、5号煤层的以防为主,带压开采、不直接疏排岩溶水的技术和方法和开采对策。     

孟家湾勘查区采煤对地下水的影响评价

陕北侏罗纪煤田孟家湾勘查区内2-2煤层全区可采,煤层厚度变化规律明显;对地表生态有重要意义的萨拉乌苏组广泛发育,为区内主要含水层,具有供水意义;萨拉乌组下部,局部发育有以粘土为主的隔水层。通过对2-2煤层开采的最大裂隙带发育高度和上覆基岩厚度的对比分析,结果显示,裂隙带不会穿透基岩破坏萨拉乌苏组含水层,此区域在合理开采的前提下可以实现保水采煤。