忙碌的矿山“水龙王”——访中国矿大（北京）水害防治与水资源研究所所长,教授、博导 武强

我国第一位矿床水文地质学博士武强,长期从事矿井水害防治与综合利用研究,曾以国务院特别重大透水事故调查组专家组组长身份参加了近年来我国发生的广东梅州大兴煤矿、山西大同左云新井煤矿、河南洛阳侍沟煤矿和广西百色那读煤矿等的特别重大透水矿难的调查研究工作。他负责主持近50项科研项目研究,获国家科技进步二等奖1项,省部级特等奖1项,一等奖4项,二等奖8项,三等奖4项,还获国家级科技成果2项,国家软件著作权登记一项。     

"8·17"新汶矿难暴雨洪水分析

2007年8月15～18日山东中部发生大到特大暴雨,新泰境内柴汶河流量高达1800m3/s,冲决河堤50m多,溃入新汶矿业集团矿井,造成"8.17"矿难事故.本文分析了"8.17"暴雨洪水形成的天气系统,并比较了新泰和济宁在面对同样级别的暴雨洪水时境内水库在调节洪水方面的不同作用,说明了超大暴雨洪水的发生,水库和泄洪河道在防洪预案准备和防洪能力方面的不足,无序采沙,以及废弃矿井填埋处理不到位等是导致矿难发生的原因.     

“8·17”新汶矿难暴雨洪水分析

2007年8月15-18日山东中部发生大到特大暴雨,新泰境内柴汶河流量高达1800m^3／s,冲决河堤50m多,渍入新汶矿业集团矿井,造成“8-17”矿难事故。本文分析了“8．17”暴雨洪水形成的天气系统,并比较了新泰和济宁在面对同样级别的暴雨洪水时境内水库在调节洪水方面的不同作用,说明了超大暴雨洪水的发生,水库和泄洪河道在防洪预案准备和防洪能力方面的不足,无序采沙,以及废弃矿井填埋处理不到位等是导致矿难发生的原因。     

一种提前预测孔内事故的新技术

由于种种原因,在钻井过程中往往会出现一些意想不到的孔内事故,处理孔内事故通常需要浪费大量的时间和资金。介绍了一种能够提前精确预测孔内事故的新技术,该技术利用时间序列方法实时分析钻井过程中钻进参数的变化,依据钻进参数变化曲线来提前预测孔内事故发生。并给出了该技术的一个应用实例以及避免事故发生的补救措施。研究表明,该技术能够提前100~200 min可靠预测将要发生的孔内事故,大幅度降低经济损失,具有重大的经济价值和广泛的应用前景。     

笏山矿难应急救援钻孔施工技术

2021年笏山矿难钻孔救援是我国钻孔救援成功的典型案例。由于地层坚硬且裂隙发育,导致钻孔易偏斜且易发生卡钻事故,针对这一特殊情况采用潜孔锤空气泡沫钻进及螺杆马达纠偏等钻进工艺,成功完成了小口径生命保障孔钻探救援任务,同时本文也对生命保障孔、排水孔和大口径救生孔钻探救援技术进行了总结,对今后开展钻孔救援工作提出有待改进的问题和建议。     

论滇西北衙金矿万硐山矿段开采技术条件

近年来,因矿山开采技术条件不清而盲目开采,导致淹井矿难、地质灾害和环境污染事故频频发生,万硐山矿段也不例外.通过资料收集、水工环测绘、工程编录、动态观测、样品测试等手段,查明了万硐山矿段的水文地质、工程地质、环境地质条件,为矿山开采设计提供了依据,为安全生产提供了保障.建议所有矿山企业充分认识到加强矿山开采技术条件勘查评价的紧迫性和重要性,以确保矿山安全生产和环境保护,同步实现良好的经济效益、社会效益和环境效益.     

国内外重大地下工程事故与修复技术

本书共分7章,全面、系统、详细地介绍了国内外6个重大工程事故过程、原因和修复工作。这些重大工程案例涉及软土深基坑工程、软土隧道联络通道工程、盾构隧道工程,不仅有建设期发生灾难的情况,也有运营初期发生事故的实例。编著者相信,通过对这些重大地下工程事故的深刻剖析,从技术和风险管理角度上讲,将有助于国内同行提高对地下工程建设的认识。第1章新加坡地铁隧道工程事故案例;第2章原苏联圣彼得堡地铁隧道案例;第3章巴西圣保罗地铁隧道工程事故案例;第4章中国台湾高雄地铁工程事故案例;第5章上海地铁4号线工程事故案例;第6章荷兰电车隧道工程事故案例;第7章 总结。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-2孔钻探施工技术

介绍了WFSD-2孔钻探施工中采用的关键技术,包括：半合管取心技术、活动套管技术、螺杆马达取心技术和钻井液技术,以及发生的几次重大孔内事故的处理过程。     

一起令人深思的基坑突涌事件

某市发生了一起基坑突涌造成的重大工程事故,从工程勘察的角度分析了造成事故的间接原因,提出了从此事故中应汲取的经验教训。     

从T179次列车脱轨事故浅谈构建重大线性工程地质安全监测预警体系

本文由T179次列车脱轨事故引出重大线性工程地质安全监测预警体系建设的迫切性,通过分析重大线性工程的特殊性,得出监测预警体系需要融合应用多种先进技术建设重大线性工程地质安全监测预警系统,同时需要建立高效的沟通机制,实现预警信息的有效传播,在此基础上充分利用群众警情,建立群策群防机制,由此提出了"一系统、两机制"监测预警体系的建设构想。     

基于BP神经网络的降雨充水矿井涌水量预测

长沟峪煤矿矿井涌水量受降雨影响显著,曾经因降雨造成淹井事故。文章分析了长沟峪煤矿矿井充水因素及其影响程度,建立了矿井涌水量预测的BP网络模型,通过对2006年和2007年＋141水平和＋20水平矿井最大涌水量预测验证了该模型的可行性,并据此对不同降雨条件下的矿井涌水量进行了预测。     

开展水害致灾因素普查 防范煤矿水害事故发生

现阶段我国煤炭资源开发格局发生变化,制约煤矿安全生产的水害事故仍时有发生,为探究我国煤矿水害事故的特征规律,科学研判水害事故演变趋势,以2001—2022年全国煤矿水害事故作为统计对象,从水害事故发生年份、发生区域、事故级别以及水害事故的影响因素等方面进行研究,构建长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,同时引入等维新息灰色G(1,1)模型作为基准模型,对2023—2024年全国煤矿水害事故百万吨死亡率进行预测,并根据事故发生特征提出相应的防治措施。结果表明：2001—2022年我国水害事故共1 103起,死亡人数为4 667人,从2016年开始我国煤矿水害事故起数下降至个位数,事故死亡人数控制在每年50人以内,随着我国煤炭资源开发中心西移以及煤炭资源开采深度加大,煤矿水害事故起数和死亡人数又有上升的趋势;我国煤矿水害事故主要发生在华北、华南和东北水害区,表现出明显的集聚性,近两年发生在西北水害区的煤矿水害事故占近两年总起数的36.36%,死亡人数占比高达74.24%;煤矿水害事故规模整体控制较好,特别重大煤矿水害事故从2011年开始清零,重大水害事故波动下降后在近两年又有反弹,较大和一般水害事故发生起数和伤亡人数明显降低;在目前煤炭资源开发格局下,煤炭产量稳步递增导致不确定性水害致灾风险的提高;LSTM模型的预测精度高于等维新息灰色G(1,1)模型,2种模型未来两年全国煤矿水害事故百万吨死亡率预测值分别为0.004 1、0.002 2与0.003 5、0.001 2,预测结果均显示我国煤矿水害事故造成的伤亡人数整体呈现下降趋势,安全形势稳定。

     

矿井水灾害:原因·对策·出路

进入新世纪,煤炭行业经过十年黄金期高速发展,煤炭产量稳定在目前的45亿t左右。煤矿安全形势总体向好,事故由多发、频发甚至群发,重特大事故时有发生,到单发、偶发,特别重大事故得到有效遏制;矿井水灾害仍为我国煤矿的主要灾害类型,是仅次于瓦斯灾害的第二大杀手。分析表明,客观上开采环境复杂以及主观上重视不够,是事故发生的主要原因;井田水文地质条件勘查、隐患探查治理、突水征兆辨识等“三道关”失守,是事故发生的主要技术原因。相应提出了依规勘查查清条件、照章探放消除隐患、异常辨识及时撤人3项过“三道关”技术措施,规范了“查疑、设计、施工、评价”超前探放水工作流程,强调了勘查理论技术体系和防治水工作体系及其各环节的新进展以及智能精准感知辨识技术为“守关”的科技支撑作用。展望未来,深度学习、智能感知及升尺度方法等理论探索,“三维透明地质体”及其属性探测技术的突破,是解决地质体的随机性、流体的时变性和采矿的动态性的根本出路,可实现我国矿井水可防可控的终极目标。     

华蓥山矿区龙滩煤矿开采系统涌水量分析比较

龙滩煤矿位于华蓥山背斜中段,水文地质条件较为复杂,在井巷开拓过程中发生过多起突水事故,严重影响了煤矿生产。在分析矿区水文地质条件及矿井充水因素的基础上,认为长兴组含水层是矿井的间接充水含水层,龙谭组含水层是煤层顶板直接充水含水层,茅口组含水层是煤层的底板直接充水含水层,运用大井法、水平廊道法和比拟法．对矿井开采系统涌水量进行了预算,并对结果进行分析对比,最后建议采用比拟法的计算结果作为矿井涌水量的评价结果．为矿井建设提供了依据。     

断裂活动影响矿区的采煤沉陷灾害问题

文章结合抚顺矿区实际,分析论述了断裂活动影响矿区的地应力环境特征。阐述了在断裂活动影响矿区,岩体长期大规模开挖造成局部区域构造应力卸载,岩体弹性变形能恢复发生水平变形,导致地表产生附加水平移动与变形。通常的沉陷区边缘区域,地表移动变形值不大,采动损害也相对较轻。但断裂活动影响矿区,沉陷区边缘区常存在着明显的水平移动与变形,并造成相应损害。尤其是在矿震等岩体地质动力现象显现影响下,地表沉陷灾害更为严重。     

煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用

井下钻探是煤矿日常生产中获取地质资料及消除安全隐患的技术手段。而现阶段煤矿生产中施工的钻孔多不进行钻孔轨迹测量,造成地质资料误判、安全措施客观上不到位的情况时有发生。为根本解决这一问题,根据钻孔轨迹测量原理研发出基于航姿参考系统的电磁波无线随钻轨迹测量系统。该系统具有成本低、方便应用的特点,且能满足无线随钻测量的要求。井下实验证明,该系统可以高效地完成随钻钻孔轨迹测量,提高钻进效率。     

河南省新密李岗井田二1煤层充水因素分析

新密是河南省的主要煤炭基地之一。为本省工业的发展和人民生活水平的改善提供了能源保证,同时也促进了地方经济的繁荣。近年来随着开采煤层的加深,矿井突水事故时有发生,造成了一定的经济损失,引起了当地政府和有关部门的高度重视。为此,论文通过对李岗井田地层、地质构造及水文地质特征的研究以及对井田充水因素的全面分析,指出了该矿水文地质勘查类型为第三类、第二亚类、第二型。论证了二1煤层的主要充水因素为该煤层底板的石炭系和奥陶系灰岩、白云质灰岩岩溶裂隙—承压水。最后,作者结合井田实际情况,提出了防治矿井充水的一些具体措施,从而为安全、合理、高效采矿提供了科学依据。     

煤矿井下定向钻进钻孔事故的预防及处理

钻孔事故是煤矿井下定向钻孔安全、高效施工的巨大威胁。介绍了定向钻进常见卡钻、钻具断落和喷孔事故;分析了其成因、预防措施和处理工艺经验。认为对待钻孔事故应坚持“预防为主,处理为辅”的原则;结合装备现状,应开展适用于煤矿井下定向钻进事故处理的专用技术及装备研究。     

中国煤炭甲烷管控与减排潜力

甲烷是最主要的非二氧化碳温室气体,受到越来越多的重视。煤炭甲烷是我国最主要的甲烷排放源类型,我国也是世界煤炭甲烷排放量最大的国家,煤炭甲烷的有效排放管控与高效开发利用兼具温室气体减排、能源气体开发利用和灾害气体防治三重意义。基于系统调研和研究工作积累,概述了煤炭甲烷排放管控背景,总结了全球与代表性国家煤炭甲烷排放及其管控现状,阐释了我国煤炭甲烷开发利用与排放管控历程及发展趋势,讨论和前瞻了我国煤炭甲烷减排路径与减排潜力。已有研究工作表明:我国煤炭甲烷排放主要来自煤炭地下开采风排瓦斯,且较长时期内仍是我国煤炭甲烷的主要来源;随着我国关闭矿井增多,由此产生的关闭矿井甲烷排放量呈增长趋势,是我国煤炭甲烷不容忽视的来源。随着碳中和目标的提出,温室气体减排的政策导向逐渐成为我国煤炭甲烷排放管控的重点,明确了煤炭甲烷减排方向。我国煤炭甲烷排放管控形成了以煤层气勘探开发利用、煤矿瓦斯抽采利用、关闭/废弃矿井瓦斯抽采利用、乏风瓦斯利用等全浓度利用,煤炭采前、采中和采后全周期利用为特征的关键技术路径。我国煤炭甲烷排放管控面临巨大压力和严峻挑战,诸多政策、机制、技术问题亟待破解。突破复杂地质条件适配性煤层...