榆神矿区保水采煤的工程地质背景

论述了榆神矿区煤层上覆红土、风化带基岩、未风化基岩的工程地质特征,认为红土层具有较好的隔水性能,风化带基岩中粘土矿物的含量增加,隔水性能明显增强。2-2煤层上覆基岩为中硬岩石,而且有较多的软弱岩石夹层,煤层开采的冒裂带发育高度相对较小,影响不到第四系萨拉乌苏组含水层底部,具有较好的保水采煤工程地质条件。      

平煤八矿己15-13030工作面煤层顶板突水溃砂可能性评价

煤矿突水溃砂灾害的发生与煤层上履含水层性质、岩性特征及破坏程度等诸多因素有关。通过研究己15煤层顶板基岩与第四系底部的含、隔水性能及顶板覆岩岩性组合特征,计算出一次全部开采3．6m煤层时,其导水裂缝带最小发育高度为38．46m,最大为47．95m,确定了采煤活动导致的上覆顶板含水层发生水力联系的范围,认为己15—13030工作面煤层开采时发生顶板突水的可能性不大;计算一次全部开采3．6m煤层时,防砂安全垂高最大为23．5m．防塌安全煤岩柱最大垂高为12．5m,结合煤层顶板基岩及第四系底部岩层的水文地质特征,认为工作面回采时顶板溃砂的可能性也不大。强调在生产过程中,要加强顶板涌水的观测,同时增加现有排水系统的排水能力,从而为工作面安全回采提供支持。     

榆神矿区强松散含水层下采煤隔水岩组特性的研究

榆神矿区萨拉乌苏组为强松散含水层，但底部发育有一层黄、红土层，根据对萨拉乌苏组强松散含水层底部土层和基岩风化带的分布、性质、水文地质等特征分析，认为该土层与基岩风化带一起构成隔水岩组，因此合理利用其岩组的隔水特性开采煤层，对保护浅部的萨拉乌苏组含水层及防止矿井地质灾害具有重要意义。     

深埋土岩接触带下导水裂隙带发育规律

为了探寻深埋土岩界面下压架突水事故的机理,在分析高水压裂隙岩体赋存特征的基础上,基于导水裂隙带高度实测值及钻孔简易水文观测资料,采用理论及主控因素影响分析研究了深埋砂土砂岩界面下导水裂隙带的发育规律,研究结果表明:近深埋土岩界面带煤层开采,裂采比与防水煤岩柱高度符合Boxlucas1指数函数模型;当煤层顶板岩层大部分位于风化带深度范围时,风化带岩性的存在对导水裂隙带的高度发育起到了一定的抑制作用;风化带厚度对导水裂隙带的高度起到一定的抑制作用;而砂土砂岩界面下,由于下渗带的存在,水对岩体强度的影响,使得处于下渗带内岩层实际对导水裂隙带高度抑制作用相应的增大。     

巴彦高勒煤矿3-1煤层顶板垮落裂缝带发育特征

煤层顶板为高承压砂岩含水层,煤层开采过程中,为解决上覆砂岩含水层带来的顶板垮落及裂隙导水等安全问题,以鄂尔多斯盆地南部巴彦高勒矿井3-1煤层及顶板为研究对象,基于矿井地质、水文地质、开采技术条件及现场矿压显现特征,采用现场压力试验法和数值模拟法相结合,研究3-1煤顶板垮落裂缝带的发育特征,以及煤层在大采深、高矿压、高水压条件下的煤层覆岩运移特征及其主控因素。结果表明:数值模拟和现场压力试验结果基本一致,判断3-1煤开采后,顶板垮落带发育高度为38.7m,顶板垮落裂缝带最大高度为126m,裂采比为23.7。为煤矿预测煤层顶板裂隙带发育高度提供了一种新的方法。研究结果对内蒙古呼吉尔特矿区乃至周边相似地质条件矿区的安全开采和煤层顶板防、隔水煤柱的留设提供测试方法和参考依据。     

综放工作面缩小防水煤柱的可行性研究

任楼矿主采煤层上方直接覆盖着5~15m的砾石含水层,严重威胁矿井安全生产,设计留设垂高为80 m的防水煤岩柱。为论证所留煤柱是否安全合理,进行了矿区水文地质和上覆岩层岩石力学性质、水理性质试验。结果表明砾石层的含粘量较高,垂直渗透能力较弱;工作面浅部基岩泥岩类属较弱及中硬岩类型;基岩风化带内粘土矿物含量较大,吸水后体积膨胀,再生隔水能力强,受采动影响后,具阻水和抑制导水裂隙继续发展的双重作用;还进行了相似材料模拟,计算机模拟和公式计算。据以上研究结果,将防水煤岩柱缩小为65m。1998年5月已回采完毕,回收煤炭46×104t。      

孙疃煤矿102采区防水煤岩柱留设技术研究

依据准北孙疃煤矿102采区资料,通过分析研究矿区第四系、基岩风化带及10煤层顶板水文地质及工程地质条件,利用规程计算、FLAC3D数值模计算以及临近许疃、桃园两矿的实测资料,最终得出采区的冒落带高度为14m,裂隙带高度为45.6m,从而确定该采区的防水煤岩柱为30m,并对其可靠性进行分析论证。该项研究可以使采区10煤层防水煤柱的留设从90m降低到30m,解放煤炭资源量42万t,产生直接经济效益10500万元。     

薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动演化规律研究

以榆阳煤矿为研究基地,进行了地下水动力学参数、覆岩力学组合结构特征与基岩风化带的阻隔水特性试验。结果表明,风积沙层底部为强含水层;主采煤层上覆覆岩泥岩强度高于砂岩;砂岩孔隙率高,含水率大,抗压、抗拉强度比值高;泥岩和砂岩的黏土矿物含量低、具有典型的脆性易裂、抗扰动能力差和再生隔水能力弱等新的破坏移动特性,并通过多因素拟合,确立了薄基岩浅埋煤层覆岩采动破坏“两带”高度的动态变化特征,提出了长壁工作面开采防止突水溃砂的调控技术,成功应用于榆阳煤矿并实现绿色保水开采,为陕北榆神大煤田薄基岩浅埋煤层进一步推广高效开采技术和保护生态环境实现绿色保水开采奠定了基础。     

任楼矿矿基岩风化带工程地质特征研究

本文详细地研究了任楼煤矿基岩风化带的工程地质特征,重点探讨了风化带厚度及其分布规律、风化带风岩石的岩性特征和矿物成分等。为合理确定回采上限和留设防水煤（岩）柱提供科学依据。     

老公营子煤矿煤层顶板突水机理

为探查内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司老公营子煤矿Ⅰ03(2)工作面突水机理,从工作面涌(突)水量、含水层地下水位、突水点水质3个参数的动态变化判别了突水水源,认为第四系含水层水的参与使矿井涌水量变大而引发突水;从导水裂缝带发育高度、有效隔水层性质、基岩风化带厚度3方面分析了导水通道的形成过程,认为由导水裂缝带、顶板含水层水压作用下的渗流通道和基岩风化带组成的复合导水通道是突水发生的原因。揭示了煤层顶板突水是在特定地质、采矿条件下发生的一个动态变化过程,导水裂缝带是否波及主要充水含水层并非突水是否发生的唯一判据。      

淮北百善煤矿基岩风化带的隔水性研究

基岩风化带的隔水性能直接关系到煤系上覆的松散含水层乃至地表水体是否能溃入井下。本文从风化岩层的地质及水文地质特征、风化岩层与松散含水层的水文地球化学特征和风化岩层的特定属性3个方面,较为详细地评价了风化岩层的含水性与隔水性。      

顾北煤矿1243（3）工作面提高回采上限覆岩破坏高度研究

提出对顾北煤矿1243(3)工作面回采上限开采产生影响的主要含水层为新生界承压含水层、基岩风化带及顶板砂岩含水层。根据其水文工程地质、勘探和土工试验资料,分析新生界松散层含(隔)水层、基岩风化带及煤层顶板砂岩含水层的水文工程地质特征以及各含水层之间水力联系,结合《"三下"开采规程》、覆岩类型、含水层富水性特征,确定该工作面水体下开采等级为Ⅱ类,并通过类比、公式法、实测研究冒落带破坏高度,确定防水煤柱高度,收作线上口防水煤柱最小,采后冒落带仅发育在二叠系煤系地层中,符合《"三下"开采规程》Ⅱ类水体的有关规定,工作面回采无水害威胁。     

芦岭矿基岩风化带工程地质特性研究

通过对芦岭矿区 810采区基岩及其风化带岩性、矿物组成、膨胀性等测试 ,以及对基岩风化带的水稳定性分析 ,得出了风化带岩石遇水易崩解、水稳定性差的结论 ,为该采区放顶煤开采防水、防砂、防塌技术的研究提供了依据。     

五家矿含水砂层下提高回采标高的可行性

通过对五家矿区水文地质条件、煤层顶板、岩石物理力学性质进行分析和研究,提出在五家矿区含水砂层下采煤可以缩小防水煤岩柱,从而提高回采标高。      

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。      

安徽百善煤矿超薄基岩区地质特征及对煤层安全开采影响

百善煤矿64采区超薄基岩区域地质储量210万t,基岩厚度均小于20m,对安全回采造成了巨大影响。在分析煤矿主采煤层赋存、顶板岩石力学地质特征及水文地质条件的基础上,重点分析了超薄风化基岩及松散层内含(隔)水层的岩石特征及强风化岩石泥化对工作面开采的影响。以理论计算、现场实测数据和开采实践为依据,重点研究分析了风化基岩和含(隔)水层的物理特征及强风化岩石泥化对"两带"发育高度的影响,并设计了合理的安全保护煤柱。实践表明:超薄基岩区域强风化岩石软弱、泥化、风化对工作面回采"两带"发育高度有降低作用,有利于工作面的安全回采。     

煤层顶板导水裂隙带发育高度工程地质模拟研究——以黑龙江省新发煤矿29~#煤层为例

煤层顶板导水裂隙带发育高度是煤矿设计部门在留设防、隔水煤柱时必须考虑的一个重要参数,对煤矿水体下采煤、顶板防治水具有重要意义。采用实验室工程地质模拟方法,对新发煤矿29#煤层顶板导水裂隙带发育高度进行模拟,模拟的导水裂隙带发育高度为26.3 m;运用关键层理论,计算的导水裂隙带高度为28.29 m。综合确定导水裂隙带发育高度为26.3 m。实验室工程地质模拟方法及应用实例为地质条件相似矿区解决开采上限、留设防(隔)水煤柱等问题提供了方法和数据支持。     

兖州煤田小构造发育特征及其对顶板稳定性的影响

讨论了兖州煤田3煤顶板小构造发育特征,重点分析了小断层发育的优选方位;然后分析了应力场作用下形成的4组不同性质的断裂构造,以及它们之间的相互关系;最后概论了不同性质小构造、不同类型组合以及出现在不同位置对煤层顶板稳定性产生的各种不同影响。      

砒砂岩岩性特征对抗侵蚀性影响分析

砒砂岩区是黄河中游集中的基岩产沙区,强烈的岩土侵蚀与砒砂岩的岩性密切相关。通过对砒砂岩原状样品的矿物组成、微结构的测试和定量分析表明:砒砂岩中岩石矿物的组成特征是以不稳定、易风化、亲水性强的粘土矿物为主;岩石微结构特征表现为颗粒大小悬殊、排列无序、孔隙发育、胶结物为粘土矿物,影响岩石的物理力学性质,降低了砒砂岩的抗风化、抗侵蚀性能。     

PNN概率神经网络反演技术预测煤层顶板岩性——以寺家庄煤矿中央盘区为例

为研究山西阳泉寺家庄煤矿构造软煤发育规律,采用PNN概率神经网络反演技术对研究区煤层顶板岩性进行反演,从而对构造软煤进行预测。以自然伽马曲线为约束条件,通过分析目标区顶板砂岩、泥岩密度与自然伽马的响应特征,对叠后三维地震数据进行PNN反演。结果表明:15号煤层顶板砂岩对应低自然伽马值,且与构造软煤发育呈正相关性。通过研究煤层顶板砂岩分布规律,可间接预测构造软煤的空间发育特征。