《煤矿隐蔽致灾因素与探查》出版

正由陕西省地质环境监测总站范立民编写的《煤矿隐蔽致灾因素与探查》一书,2014年7月由煤炭工业出版社出版。本书主要阐述了煤矿隐蔽致灾因素的概念、特点及隐蔽致灾因素种类、形成原因,论述了各类隐蔽致灾因素的致灾特点,叙述了隐蔽致灾因素的探查技术,包括地震勘探技术、电法勘探技术、瞬变电磁法勘探技术、测井技术、钻探技术、地质     

煤矿隐蔽致灾地质因素井下探查用随钻测量系统测试研究

井下随钻测量定向钻进技术是煤矿隐蔽致灾地质因素重要探查手段之一,与常规钻进技术相比,具有轨迹精确可控、分支覆盖面广、坐标位置可计算等优势。为检验新型随钻测量系统测量结果的准确性,在井下进行了现场测试试验,实钻了2个试验孔,结果表明：新型随钻测量系统准确性好,实钻偏差能够保证在孔深5‰允许范围内,可提供足够准确的三维坐标参数,满足煤矿隐蔽致灾地质因素井下精确探查的要求。     

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。     

浅埋煤层开采对地下水资源影响分析

为研究煤层开采对地下水资源循环的影响,本文采用实测值拟合了导水裂隙带发育高度计算公式,并以此为基础分析研究了红柳林煤矿开采对水资源影响分区。结果表明本次研究提出的公式更好地拟合了榆神矿区实测导水裂隙带发育高度;红柳林煤矿开采影响地下水资源的因素包括导水裂隙带、基岩厚度和隔水层厚度,据此煤层开采对红柳林煤矿地下水资源的影响可以分为4个区,失水区主要集中在矿区南部。红柳林煤矿开采南部资源时必须重视对地下水资源的保护,实行保水采煤。     

新近系保德组沉积薄弱区红土阻水性能及其资源开发意义

关键隔水层沉积薄弱区阻水性能的深入研究对于矿井生产安全和生态水资源保护均具有重要意义。基于区域沉积特征重新优化钻孔数据,研究榆神矿区红土沉积厚度的分布规律,并探讨与红土阻水性能相关的微观工程特性和控制因素。结果表明,红土沉积厚度从西北向东南逐渐增大,并且随着河流的演化,红土分布变得极不均匀,红土缺失区面积达到48.80%。在垂直方向上通过粒径分析和渗透试验表明,红土的阻水性能随着红土沉积深度的增加而增强;在水平方向上通过微观结构和物质组成分析表明,红土的隔水性能与其沉积厚度并非简单的线性关系,随着红土沉积厚度的减小,薄弱区红土的隔水性能急剧下降。基于稳定达西流速概念计算了非完全阻水的红土薄弱区临界厚度,通过多源数据融合,得到榆神矿区红土阻水性能的分区。榆神矿区红土工程特性及阻水性能的系统研究可为红土薄弱区内矿井查清隐蔽致灾地质因素、实现关键隔水层保护及再建以及指导煤水双资源协同共采工程实践等方面提供重要的理论依据。     

榆神矿区南部中小煤矿突水危险性研究

论述了榆神矿区部分中小煤矿突水实例,分析了矿井突水的地质、水文地质条件,认为,榆神矿区萨拉乌苏组含水层厚度大,富水性强,煤层埋藏浅,煤层开采后产生的冒落带、裂隙带发育到萨拉乌苏组含水层底部,从而引起突水灾害。本文提出了矿井突水预测的思路和方法,认为应该加强矿井水文地质条件研究,开展水文地质补充勘探,查明水文地质条件,做好防治水工作,减少矿井涌水量,保护萨拉乌苏组含水层结构完整性。     

槽波地震探测技术在金家渠煤矿首采工作面断层探查中的应用

为了科学分析评价工作面隐蔽致灾地质因素对开采的影响,有效指导煤矿开采生产,以神华宁夏煤业集团金家渠煤矿110301首采工作面为研究对象,采用煤矿井下槽波地震反射、透射方法对110301工作面内部隐伏构造进行探测,结合工作面实际情况设计了井下槽波地震观测系统,通过对槽波地震数据的采集,应用透射槽波能量成像和反射槽波成像技术分析处理槽波数据,最终查明了金家渠煤矿110301工作面隐伏断层,为工作面安全回采提供了决策依据。     

陕北侏罗纪煤田2003～2004年重点地质勘查项目正式启动

20 0 3年 5月 8日 ,陕北侏罗纪煤田 2 0 0 3～ 2 0 0 4年重点地质勘查项目合同签字暨开工典礼仪式 ,在榆神矿区曹家滩井田陕西省煤田地质局一八五队钻探施工现场隆重举行。陕西省投资公司、陕西省煤田地质局、榆林市发展计划委员会及各施工单位代表出席签字和开工典礼仪式。这一项目是根据陕西省政府的要求 ,由陕西省煤田地质局组织实施的。项目包括陕北侏罗纪煤田榆横矿区小纪汗勘查区普查、详查 ;榆神矿区凉水井勘查区详查、香水河勘查区详查、马王庙勘查区详查 ;神府矿区袁家梁勘查区详查、郭家湾预留区详查、青龙寺勘查区详查 ;榆神矿区…     

榆神府区矿井水文地质条件分类研究

煤矿突水灾害是仅次于顶板、瓦斯的第三大灾害,煤矿水文地质条件分类是科学确定矿井水文地质条件、突水危险性的手段,以大量的勘查、矿井开采实际资料为基础,从受采掘影响的含水层水文地质特征、矿井涌水量、矿井突水、老窑积水及其危害性、防治水工作难易程度等5个方面,分析了榆神府矿区矿井水文地质分类的主要指标,提出了新民区主要为简单类型,神木北部矿区以中等类型为主,榆神矿区以复杂类型为主的科学分类,为榆神府矿区煤矿防治水、保水开采提供了基础资料。     

陕北侏罗纪煤田榆神矿区麻黄梁井田水文地质特征及矿床充水条件分析

陕北侏罗纪煤田榆神矿区麻黄梁井田位于榆神矿区东南部,榆林城东北方向。井田内地质构造简单,煤炭资源丰富。从鄂尔多斯盆地东部地下水类型、含水岩组等区域水文地质条件入手,对陕北侏罗纪煤田榆神矿区麻黄梁井田水文地质条件进行探讨。此基础上,从煤层上覆基岩所处的古地形、煤层顶板上覆基岩厚度、煤层顶板上覆基岩的岩性及与煤层燃烧区的关系对巷道突水强度进行了分析,对该煤矿在巷道掘进的进程中出现较强突水的原因进行研究,为今后的生产提供技术资料。     

榆神矿区采煤失水危险性分区研究

以榆神矿区区域地质资料为依据,总结了该区煤层与含(隔)水层空间组合类型; 采用三维数值模拟方法,根据塑性条件、破坏准则及应力判别,模拟首采煤层与含(隔)水层空间组合类型下导水裂隙带高度; 通过对比钻孔探测法与数值模拟法,发现数值模拟法具有可行性; 利用模拟结果,绘制矿区导水裂隙带高度空间分布图,总结矿区导水裂隙带高度的整体分布规律; 对比导水裂隙带高度与其首采煤层上覆岩层厚度,总结矿区采煤失水危险性,并进行采煤失水危险性分区; 通过控制采煤失水危险区域的采厚可以达到“保水采煤”的效果。本研究对榆神矿区后期安全生产具有重要的理论意义与实际价值。     

基于井下定向钻孔的矿井地质异常体探查方法与应用

地质异常体是矿井灾害发生的主要隐蔽致灾因素,井下钻探工程是进行地质异常体探查、验证和治理的重要技术手段.针对常规钻孔探查距离短、精度低,且易存在探查盲区的不足,介绍了采用井下定向钻孔进行地质异常体探查的方案.总结地质异常体空间形态、岩性和钻探等识别特征,给出探查定向钻孔轨迹布设原则,得到基于定向钻孔的地质异常点和地质异...     

透明地质保障技术构建方法

煤炭地质保障技术贯穿于煤炭工业的全生命周期,是实现煤炭资源安全高效智能绿色开采的基础和前提,在灾害防治、隐蔽致灾因素探查、煤炭智能开采等方面发挥着关键作用,而地质透明是提高智能分析与决策、自动精准控制与高效采煤能力的关键核心任务。以乌海矿区为例,为解决矿区智能化建设面临的地质条件复杂、透明地质保障能力薄弱的问题,采用以随掘地震、随采地震为代表的智能探测技术,获取采掘工作面实时地质数据;通过构建数据底座,利用多源数据融合技术,实现海量地质数据的融合分析;基于多源数据融合结果,构建三维地质几何模型和水、火、瓦斯等多属性模型,利用实时地质数据驱动模型更新,实现构造、水、火、瓦斯等隐蔽地质规律与分布特征的数字化表达。以地质模型为基础,融合地质异常体空间位置、几何大小、属性信息等,构建透明地质保障系统,实现隐蔽致灾因素的地质预报,为煤矿安全高效开采提供智能决策。研究成果为实现乌海矿区煤炭智能化开采提供地质保障,对于推动全国煤矿智能化建设具有重要的借鉴意义。      

窄条带式保水采煤技术及应用效果

为了评价窄条带保水采煤技术在陕北煤炭开采区的应用效果,对榆神矿区的榆卜界煤矿和薛庙滩煤矿地质结构进行分析,采用数值模拟和物理模拟确定了采12留8条带开采方法,在榆卜界煤矿建立了煤柱应力、位移监测,以及条带工作面松动圈监测系统,在榆卜界煤矿和薛庙滩煤矿分别布设了水位观测孔。通过煤炭开采前后导水裂隙带发育高度与隔水岩组厚度比较分析,运用采空区潜水水位埋深探测等方法,系统了解煤炭开采前、开采后潜水位埋深变化特征。研究表明,采煤工作面导水裂隙带发育高度未穿过隔水层,煤柱较稳定,潜水水位埋深最大下降幅度为1.25m,地表植被良好,说明窄条带采煤方法有效地保证了岩层和煤柱的稳定性,维持了生态水位的合理埋深,实现了保水采煤。     

煤层开采覆岩预裂–注浆改性失水控制方法探讨

陕北榆神矿区煤层开采面临顶板水害防治与水资源协同保护技术需求,根据材料力学、断裂力学相关理论,以及不同覆岩类型的采动裂隙带统计成果,提出基于预裂–注浆改性(P-G)的煤层顶板失水控制技术思路,其基本原理为通过压裂工艺将连续性好的基岩层压裂成非连续性岩层,削弱采动导水裂隙在坚硬岩层中向上扩展的“尖端效应”,抑制导水裂隙发育高度。再采用黏土类软弱注浆材料将岩层改性为相对软弱的岩层,起到抑制导水裂隙带向上发育与降低上覆岩层导水能力的双重作用,从而实现煤层顶板含水层失水控制。本文以陕北能源基地榆神矿区为对象,提出以采煤工作面地质与水文地质条件分析,采煤工作面顶板含水层涌(失)水模式识别,P-G模式、层位与时间确定,顶板岩层水平孔水力压裂与注浆改性为主要思路,对榆神矿区采煤工作面顶板含水层失水控制方法进行了探讨,为我国陕北能源基地榆神矿区顶板水害防治和水资源协同保护技术实践提供一定的借鉴。     

榆神矿区区域水文地质特征及单元划分研究

榆神矿区煤炭资源丰富,煤质优良。针对矿区水文地质资料零散、不系统的情况,概述了榆神矿区的地质条件,根据区内地下水的赋存条件及水力特征,将矿区内含水层划分为新生界松散岩类孔隙潜水含(隔)水层和中生界碎屑岩类含水层两类,分析了每类含水层的水文地质条件特征。将榆神矿区划分为四大水文地质单元:榆溪河水文地质单元、秃尾河水文地质单元、窟野河水文地质单元和红碱淖水文地质单元,详细论述了每类水文地质单元的特征。本文研究旨在深入了解榆神矿区水文地质特征,为指导矿区规划与煤炭安全生产提供理论依据与实际价值。     

陕北凉水井煤矿古河道分布及其对矿井涌水量的影响

为研究陕北侏罗纪煤田榆神矿区凉水井煤矿基岩顶面古河道控水规律,从地质及水文地质条件分析,并结合采动覆岩破坏,研究了4~(-2)煤上覆岩层空间分布特征、导水裂隙带发育、基岩顶面古河道及其控水规律。结果表明,4~(-2)煤为典型浅埋薄基岩煤层,基岩和沙层东薄西厚,土层基本全区分布,局部有条带状缺失。根据基岩顶面形态、土层缺失区,研究圈定了基岩顶面古河道,划分为有沙层充填的古河道和无沙层充填的古河道;工作面跨古河道开采"前-中-后",涌水量表现出"稳定-突增-稳定"的规律,有沙层充填的古河道区涌水量增大幅度明显高于无沙层充填的古河道区。古河道控水规律研究为榆神矿区浅埋薄基岩煤层开采矿井涌水危险性评价提供一种新思路,可为古河道发育区矿井防治水工作提供一定地质依据。     

盘县煤田滑脱构造特征及其研究意义

通过对盘县煤田开展地质调查,发现煤田内发育滑脱构造层。为了探究研究区内滑脱构造的特征、样式,采用野外地质调查、剖面测量、矿井地质调查、地质钻探、钻孔岩心编录、显微煤岩分析等技术手段,综合分析滑脱构造发育的部位、空间赋存特征及构造样式。根据滑脱构造样式分析了不同构造样式下盆地内资源勘查工程部署原则、层位选择、钻探技术难点以及与瓦斯等隐蔽致灾因素的关系。研究表明：滑脱构造主要发育于三叠系飞仙关组中下部和二叠系龙潭组中部的12～18煤层间,厚20～60m,地层破碎,其间煤层为构造煤,伴随发育揉皱。滑脱构造样式有逆冲推覆、顺煤层型滑脱、顺峨眉山玄武岩型滑脱、雁列式断裂型、断层相关褶皱五种类型。滑脱构造层与盆地内“三软”煤层、突出煤层、高瓦斯煤层以及构造应力集中涉及矿井安全生产隐蔽致灾因素具有高度耦合性,表现为发育滑脱构造的部位不仅是目前盆地内煤层气含量高、矿井煤与瓦斯突出事故频发的层位,是优质煤炭资源的产出层位,也是煤矿“三软”煤层顶板事故的重点管理层位。研究成果为煤与煤层气资源勘探、开采以及矿井安全生产、隐蔽致灾因素排查治理提供基础地质资料。     

西部煤矿区规划环评中地下水专题评价方法

煤矿区规划环评在我国相对其他领域起步较晚,与之相适应的环评技术导则尚未出台,各评价单位采用的技术方法和思路较为混乱。以我国西部典型煤矿区(榆横、榆神矿区)规划环评为例,利用水文地质学、水资源学理论,结合环境影响评价的基本方法,提出了西部煤矿区规划环评中地下水专题的环境影响评价的方法和思路。研究认为西部煤矿区水资源匮乏和生态环境脆弱是共性,“三水”平衡是评价的基础,将矿区开发对水资源的影响限制在区域水资源承载力范围之内是煤矿区可持续发展的保证。     

榆神矿区煤矿防治水的几点思考

为了科学解释榆神矿区矿井涌水量较大的涌（突）水事件,为煤矿防治水奠定基础,分析了近年来区内发生的突水事件及矿井较大涌水情况,提出矿井较大涌水形成机理、红土层水文地质性质、矿井涌水量预测的准确性等疑问,阐述了突破“井田”范围,从区域上研究地下水系统和突水水源,关注延安组、直罗组、安定组、洛河组等砂岩弱富水含水层,从导水裂隙带中寻找突水水源,科学评价各岩（土）层的水文地质条件,采动岩层（含水层）渗透性演化以及探索矿井水害源头预防和区域治理思路等几点思考,提出应该从区域上认识水文地质条件及对煤矿涌（突）水的“贡献”,揭示矿井较大涌水形成机理,进一步加强水文地质补充勘探,准确识别含水层、隔水层及其空间赋存关系,探测大采高、大采面环境下导水裂隙带发育规律,并提出从区域上识别地下水强径流带和局部富水区的基础上,制定矿井水害防控措施的思路,为榆神矿区煤矿水害防治提供借鉴和帮助。