Water inrush and environmental impact of shallow seam mining

Shallow seam mining is very common in China for enhancing coal recovery. However, this may cause a series of severe problems in environment and mining safety in some cases, because the alluvium aquifers are directly above the shallow coal seams. Some typical water and sand inrush incidents resulting from shallow mining in China are analyzed. Based on in-situ observation, the mining-induced strata failures are investigated. The height of the fractured zone decreases as the size of the outcrop pillar or mining depth decreases. The spatial distributions of the failure zones in the shallow mining have specific features compared to the deep mining. These provide an advantageous condition for the shallow mining under alluvial aquifers. Optimal designs for outcrop pillar sizes are also given in different hydrogeological conditions for environment friendly and production-safe mining at shallow depths. According to in-situ mining experiments in several coalfields, technical measures for shallow mining are presented. These primarily include the lift mining for thick seams and reduction of the thickness of extraction in the first lift, short-wall mining, and detection of faults and other potential hazards prior to mining.     

油页岩技术可采系数研究与应用

油页岩技术可采系数是将油页岩资源转化为油页岩技术可采资源的关键参数。由于我国油页岩井下开采少,且规模小,无经验借鉴。油页岩开采技术与煤炭开采技术相类似,通过分析油页岩技术可采系数的影响因素,参照煤炭规范中所规定的煤炭地下及露天开采回采率标准,建立了不同条件（开采方式、厚度、倾角和地质类型）、不同资源类型的油页岩技术可采系数的取值标准。油页岩技术可采系数影响因素确定为开采方式（露天开采和地下开采）、厚度（薄层、中厚层和厚层）、倾角（缓倾斜、倾斜和急倾斜）和地质类型（简单、中等和复杂）;不同资源类型（13种）确定技术可采系数时,选取了不同的可信度系数（1.0~0.5）。油页岩露天开采技术可采系数确定为95.0%～42.5%,地下开采油页岩技术可采系数确定为75%～22.5%。并以吉林省汪清罗子沟盆地油页岩资源评价为例进行了具体应用。     

榆神矿区最上可采煤层赋存规律及开采危害程度

为研究榆神矿区最上可采煤层赋存及开采对萨拉乌苏组含水层危害程度,依次分析了榆神矿区最上可采煤层赋存特征、最上可采煤层与上覆主要含（隔）水层空间分布规律及组合类型,基于基载比和采高的最上可采煤层覆岩导水裂隙带发育规律、煤层开采对萨拉乌苏组含水层危害程度,将榆神矿区开采受危害程度分为4类:自然保水区、保水采煤区（影响大区和影响小区）、采煤失水区及采煤无水区。结果表明:受构造及剥蚀作用影响,榆神矿区最上可采煤层及上覆基岩呈差异剥蚀,煤露头线从SE向NW呈阶梯状分布,最上可采煤层上覆基岩由NW到SE方向逐渐变薄。榆神矿区西部（三、四期）最上可采煤层开采后对萨拉乌苏组含水层危害程度小或没影响;榆神矿区东部（一、二期）最上可采煤层开采后对萨拉乌苏组含水层危害程度大。      

空间数据挖掘系统及其应用

近年来，空间数据挖掘系统的开发及应用已取得了极大的进展。文章在介绍已有空间数据挖掘系统的基础上，简述了空间数据挖掘与空间数据仓库、空间数据挖掘与地理信息系统的关系，阐述了空间数据挖掘的智能分析及其应用，探讨了目前空间数据挖掘系统开发及应用中存在的主要问题及未来的主要研究方向。     

高水位异常区综采工作面综合防治水技术

高水位水文异常区综采工作面开采时受水害威胁较大,为了保证安全开采,必须采取有效的综合防治水措施。通过在东欢坨井田2286工作面回采前对该类工作面进行综合防治水技术研究,利用施工专用泄水巷道、直流电法勘探、打钻探放以及回采期间应用针对性的防治水技术,确保了这种特殊条件下大水工作面的安全回采。实践证明,该系列综合防治水技术对其他类似水文地质条件下综采工作面的安全开采具有一定的借鉴意义。      

矿业权设置研究内容及工作技术路线

为了深化矿业权分类管理、推进我国矿业权审批制度改革、全面实行矿业权设置管理制度,提出了矿业权设置、矿业权设置方案概念及技术要点,指出矿业权设置不但需要开展政策、经济、技术等基础性研究,还要开展功能定位、适用性、合理性、保障措施等方面的研究。在此基础上规划了矿业权设置工作技术路线：依靠多专业技术团队,在国家矿产资源政策的指导下,分析现有地质资料,划分矿业权设置区及矿业权区块,对涉及开采总量控制矿种进行专题论证,并对汇总成果按技术要求进行编制。     

露井联采逆倾边坡破坏模式及稳定性评价方法研究

首先分析了单一露天开采逆倾边坡的变形破坏模式、地下开采覆岩变形破坏机理和露井联采逆倾边坡的变形机理,在此基础上,对露井联采逆倾边坡的破坏模式及稳定性定量评价方法进行了研究。研究表明,露井联采逆倾边坡的破坏模式可分为3种类型：滑移型破坏、塌陷型破坏和滑移-塌陷复合型破坏,地下开采的空间位置对边坡的破坏模式及稳定性影响显著,其影响程度受进入塌陷范围内的边坡潜在滑面长度和岩体强度参数弱化程度的控制,据此提出了露井联采逆倾边坡稳定性的极限平衡法,并结合工程实例进行了数值模拟验证。     

Theory of and Method for Nontraditional Mining Assessment

NONTRADITIONAL MINING ASSESSMENT THEORYNontraditional Mineral ResourcesNontraditional mineral resources refers to the potentialmineral resources that are ignored,undiscovered and unuti-lized under present technical,economic and environmentalconditions. This research scope can be listed as follows:(1)Nontraditional mineral resources refer to new types,newdepths,new scopes,new techniques and new utilization. (2 )Nontraditional theories and methods include new theories,new technol…     

棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置的设计与试验

钻孔水力采矿由于安全系数高、工程效益和生态环境保护好等优点在国外一直被研究和使用。我国相关的科研院所也正在开展研究。本文在分析研究国外钻孔水力开采装置的基础上,研制了具有自主知识产权的棘爪机构伸缩式钻孔水力开采装置。该装置利用机械式伸缩水枪的方式扩大水力开采矿层的范围,创新性地采用棘爪机构固定水枪的伸出角度,从而提高单孔开采量,降低开采成本。初步野外实验结果表明,该装置结构设计合理、工作可靠性高,可有效进行开采,达到了预期的目标。     

泰安市矿产开发监督管理工作的思考

根据泰安市区域矿产开发特点,及时掌握矿山企业开采情况,通过加强采矿登记现场预审查、开展矿山开采督察和采矿权人矿产资源开发利用年查等措施,强化了矿产资源开发过程中的监督管理,维护了正常开采秩序及采矿权人的合法权益。     

Mining Method Selection and Optimization for Hanging-Wall Ore-Body at Yanqianshan Iron Mine,China

In order to smooth ore production during the transition from open pit to underground mining at Yanqianshan Iron Mine, China, it is necessary to select an appropriate mining method to operate simultaneously open-pit mining and underground mining for inner-slope (hanging-wall) ore-body. Based on practical geologic setting of the hanging-wall ore-body, a comprehensive evaluation model for selecting the underground mining method to extract handing-wall ore-body was proposed, which is constituted by 3 sub-systems of safety factors, production factors and technical–economic factors. This evaluation model could be analyzed by the mutation progression method, which based on catastrophe theory and fuzzy mathematics. In addition, the FLAC^3D is employed to simulate the mining process of hanging-wall ore-body, and finally the optimal mining scheme is determined. By using mutation progression analysis and numerical modeling, some useful conclusions for hanging-wall ore-body mining have been drawn, which will be beneficial to mining safety during transitional period from open-pit to underground mining.     

北京西山侏罗纪煤田矿震与地质灾害的关系

北京西山侏罗纪煤田开采中常产生强烈的破坏性冲击地压，是各煤矿生产中严重的井下安全隐患，成为本市十大工业灾害之一。本文作者在多年的地质灾害调查和对京西煤炭开采历史进行分析的基础上，结合西山地质构造特点提出，冲击地压发生时常伴随明显的矿震，矿震的强度受煤质和煤层顶底板性质、地质构造和区域应力场、煤田开采技术和开采深度等因素制约。破坏性矿震除直接对矿山安全生产和矿工生命造成直接的危害外，还常与采矿有关的矿山塌陷等地质灾害相伴发生，对地面居民地建筑物和居民的生命财产安全构成威胁，认为各井田以保安煤柱（或煤带）为采掘对象的生产活动是促发矿震的主要人为扰动因素，建议在有计划的搬迁地表居民地后规划开采，否则应立即强令禁止。     

煤炭国家规划矿区管理及与煤炭矿区辨析

针对煤炭国家规划矿区与煤炭矿区易混淆不清问题,基于相关标准和通知,详细解读了煤炭国家规划矿区和煤炭矿区的定义,梳理了第一、二批煤炭国家规划矿区和《全国矿产资源规划（2016-2020年）》划定的煤炭国家规划矿区基本情况,并从划定目的、划定依据和形成时段等方面详细阐述了二者的区别。指明煤炭国家规划矿区划定主管部门是自然资源部,划定主要目的是控制矿权设置,规范矿业权管理;煤炭矿区划定主管部门是国家发展改革委,划定目的主要是为生产开发做准备。在未来煤炭国家规划矿区管理工作中,建议加强煤炭规划矿区基本理论、划定标准及规划矿区内矿产资源与环境影响等方面的研究。      

孤岛工作面底板破坏深度微震测试与模拟分析

针对孤岛工作面煤层开采底板损伤问题,以河北葛泉煤矿11913孤岛工作面为研究对象,采用微震方法分析其底板破坏深度;并通过数值模拟对首采、跳采及孤岛3种工作面回采过程中围岩采动应力与底板破坏的规律进行了对比分析。微震测试结果显示11913工作面回采过程中微震事件主要发生在下巷,识别出工作面最大破坏深度20~25 m;基于COMSOL的11912首采、11914跳采及11913孤岛3个工作面数值模拟结果显示,11912首采与11914跳采条件下煤柱地应力集中状态变化不大,最大破坏深度小于11.56 m,仅发育至工作面底板的注浆改造层内部;而11913孤岛回采条件下,受到重复采动影响,工作面两侧煤柱应力集中状态骤增,最大破坏深度剧增至23 m,已发育至煤层底板的本溪组灰岩含水层。研究结果对于华北型煤田下组煤层开采底板破坏规律分析与不同类型工作面回采条件下底板水害防治有一定的参考价值。      

急倾斜厚矿体无间柱上向水平分层充填法采场结构参数的研究

无间柱连续采矿是一种高效的采矿方法,已成为地下矿山采矿技术发展的大趋势。以某铅锌矿山为例,采用能模拟开挖与充填的三维弹塑性有限元程序,对应用上向水平分层充填无间柱采矿法开采急倾斜厚矿体进行了数值模拟研究,分析了不同的分层高度和超前回采分层数,以及不同的暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为上向水平分层充填无间柱采矿法在矿山的应用和推广提供一定的依据。     

大同矿区水资源现状及开发利用对策研究

从根本上改变大同矿区供水紧张状况的引黄入晋工程及治理桑干河流域、改善大同生态环境，保证桑干河水质达到适宜地面引水的远、近期对策尚需一定时间实现的情况下，根据大同矿区的水文地质特征及矿区的水资源现状，提出了解决矿区水资源供需之间矛盾的现期对策，即对现有的水资源地实行保护性开采、控制小煤矿的无序开采、实行矿区内的排供结合及水质控制优化管理、加快矿井水回用方案的研究、开发新的水源地等措施。     

浅埋煤层关键隔水层隔水性能及采动影响变化

陕北浅埋煤层开采引起了一系列的生态环境问题,保水采煤成为陕北乃至整个西北地区煤炭资源科学开采的关键。以神南矿区为例,研究了黄土、红土隔水层的隔水性及采煤对其隔水性的影响。神南矿区砂土基型煤层的保水开采的关键隔水层为上覆粘土层,室内、外试验显示：粘土层失稳后流量猛增形成裂隙流,不利于保水采煤;黄土受地面张裂隙发育的剪切作用处于破碎状态,采动后渗透系数表现为数个数量级的变化;红土处于整体下沉带,受附加应力影响表现出较大的塑性变形,采动后渗透性减小,有利于保水采煤。为实现保水采煤,保证粘土层整体不失稳,宜采用回填采空区技术对地面沉降以及土体围压进行控制,当地面沉降量减小时黄土层可保持不失稳,当侧限应力存在时粘土层的稳定性亦可以保持。     

四方山矿采区地表变形及对地面建筑的影响

偏远山区矿山开采多以小窑掘进为主，其对地表变形的影响已引起人们的重视。根据四方山煤矿所处的地质环境及开采的实际特征，通过对其采深采厚比和顶板岩层质量的分析，采矿厚度、采空段宽度的计算，得出该区小窑开采对地表变形无影响的结论。     

神东矿区地表移动参数变化规律及影响机制

我国西部矿区普遍具有资源储量大、埋藏浅、覆岩结构简单等特点,采矿活动对地表影响明显。为研究神东矿区地表移动参数变化规律,首先基于大柳塔矿22201工作面实测数据分析其地表动态变形规律,再采用神东矿区18个工作面的实测数据,获得地表移动参数与地质采矿条件之间的对应关系,并分析地质采矿条件对地表移动参数的影响机理。研究表明:神东矿区煤层开采地表沉陷速度快、衰退期短,最大下沉速度达643.3 mm/d,活跃期下沉量占总下沉量的99.05%;下沉系数与松散层采深比呈先增大后减小的二次函数关系,水平移动系数、主要影响角正切分别与（采高×开采速度）/（宽深比×基岩厚度）、基岩厚度×开采速度/（采深×采高）呈先减小后增大的二次函数关系;边界角、裂缝角与松散层采深比呈正线性关系,移动角与基岩采深比成正比,与采高、开采速度成反比;基岩承载松散层荷载及松散层拱效应的变化是导致地表移动参数变化的根本原因。研究成果对西部矿区地表破坏控制与治理、矿井生产安全保障及生态环境修复具有工程实用价值。      

辽宁某菱镁矿山主要地质灾害及防治对策

辽宁省某菱镁矿山是辽南镁质耐火材料原料主要基地之一。由于分散开采,造成采矿坑道多重叠交叉,地表井口星布,矿山生态环境破坏严重。诱发的矿山地质灾害较为普遍,多处大面积出现岩石崩塌、采空区地面塌陷和地裂缝灾害,致使矿区停采。对资源开发利用的安全构成了极大的威胁,在很大程度上严重制约了镁质耐火材料原料基地的生产和发展,限制了该地区工、农业的可持续发展。矿山脆弱的地质环境条件和高强度、不科学的矿业开发活动是诱发矿山地质灾害的主要因素。文章针对矿山的地质灾害特征进行分析并提出了相应的防治对策,指出了防治矿山地质灾害应贯彻执行的方针政策。