三山岛金矿F3断裂带的水文地质工程地质特征及灾害防治

本文对三山岛金矿F3断裂带的构造、岩性和水动力学特征进行了研究,对矿坑开挖中的突水和坑道碎屑流的成因做了探讨,并在水文地质结构、水化学、水同位素及水文地热学的综合研究基础上,对未来的二期井下工程开挖中可能出现的工程地质问题进行了预测,提出了防治方案。     

东滩矿断层活化对3煤顶板突水的影响

兖州矿区东滩煤矿二叠纪3(3上)煤层与其顶部侏罗纪红层的间距约60～220m。回采过程中多数工作面未发生红层突水，或水量较小；4308和14301工作面却发生了红层突水，且水量较大。分析认为：采动影响使工作面内断层活化，增大了冒裂带高度，从而导通红层含水层所致，最后提出了防治红层突水的建议。     

三山岛海底金矿突涌水优势渗流通道与来源研究

在对巷道导水裂隙详细调查量测的基础上, 通过对导水裂隙产状的归纳总结, 结合涌水水样的温度、矿化度及氢、氧同位素的动态监测结果, 分析了三山岛金矿两个矿区的渗流优势方位以及矿坑水与地表水体的连通性。研究表明:西山矿区的渗流优势方位与最大水平地应力平行, 而新立矿区的渗流优势方位与最大水平地应力近于垂直; 西山矿区存在海水、基岩咸水和第四系淡水的稳定补给, 新立矿区的咸水和淡水补给量不断减小, 海水补给量不断增大; 新构造断裂对矿区渗流优势方位的控制作用大于采动裂隙, 使得西山矿坑与地表水体存在良好的连通性, 也控制着海水补给矿坑的方式; 而新立矿仅在采动裂隙的影响下与海水、咸水和淡水存在较弱的连通性。     

断层破碎带突水的时效特性研究

突水属重大地质灾害 ,一直引起人们的关注。本文认为突水瞬间表现一个综合效应下的瞬时地质事件。突水前表现一个与时间有关的地质作用过程。事件与过程都受多因素的影响 ,而且工程地质作用过程和突水瞬间与岩体由弹性变形 -阻尼变形 -常速流动变形 -加速流动变形相对应。突水具有时效特征。     

肥城煤田断层突水及防治方法

肥城煤田主采煤层为石炭系太原组,煤层下距徐家庄灰岩间距小,工作面回采过程中,遇到小断层经常发生底板突水.本文重点分析了断层的突水特征、易发生突水的部位及突水机理,提出了断层突水的防治措施.     

煤矿突水危险度研究

目前,煤矿突水安全评价体系主要是采用突水系数法、经验类比法、理论计算法。这些方法在评价中存在着诸如不确定因素的影响、有一定的的局限性及参数难以获得等问题,致使突水预报不够准确。基于煤层底板含水层水压、隔水层厚度、隔水层强度和采动破坏等因素的研究,提出了突水危险度的计算公式。从对各突水因素的敏感性分析可以看出,最敏感的是底板岩层阻水带厚度,敏感性程度达36％,其次是沿推进方向工作面老顶初次来压步距,敏感性程度达18％,然后是作用于该区底部的水压、底板采动导水破坏带深度和底板岩体抗拉强度,敏感性程度达10％,据此认为确定的突水危险度公式是合理的。河北、山东和江苏等地的评价实例表明突水危险度法的判定结果与实际情况相符,说明该方法是一种简单、高效、准确的突水预测方法。     

良庄煤矿51101W工作面突水机理

新汶矿业集团良庄煤矿51101W工作面因底板突水导致工作面被淹。通过水质分析,判定突水水源是奥陶系灰岩岩溶水。根据工作面附近的地质构造推断,突水通道为延伸到奥陶系与石炭系不整合面的铲状滑动断层(该断层最大落差只有7 m左右)。结合工程实践指出,在该矿,根据断层落差来判断断层导水性的观点并不正确,并提出了“用断层落差(H)与其倾角(α)之比值(S)来说明断层对突水影响程度”的观点。     

采场底板突水相似材料模拟研究

利用相似材料模拟试验，模拟了采场底板突水机理。实验表明，在无断层构造条件下，底板在承压水作用下呈Ｏ－Ｘ型破坏，并且在Ｏ与Ｘ的交点处最容易产生突水通道；在有断层构造条件下，断层突水的实质是在承压水作用下断层两盘的关键层向上产生相对移差。当断层越易产生最大位移差时，越容易突水；在突水的同时还伴随着断层带充填的冲刷。     

断层构造对煤层底板突水的影响分析

在原岩应力、地质构造、地下水等因素基础上,从应力场和渗流场共同作用的角度出发,研究含底板岩体在内的采场岩体系统的变形与破坏。研究结果表明,随着工作面向前推进,底板岩层的破坏深度和范围逐渐增加,底板岩层中水平应力低于承压水压力的深度也逐步增大。随着开挖接近断层,断层对应力分布情况的影响越来越明显,最终在断层处造成突水。为了预防底板突水的发生,合理留设防水煤岩柱是必要的工程措施。     

煤层底板断裂突水时间弱化效应机理的仿真模拟研究—以开滦赵各庄煤矿为例

采用现场地应力实测、室内不同含水量情况下的断裂带物质的单轴、三轴常规和流变力学试验以及弹塑性三维可视化数值仿真模拟（FLAC^3D)等研究，获得了断裂带物质弱化效应力学参数，阐述了其弱化机理和主要控制因素，提出了煤层底板断裂构造突水时间弱化效应的新概念。对赵各庄矿13水平（－1100m)F8断层破碎带穿越的首采区安全回采方案做出了预测和评价。     

断层作用下深部开采诱发冲击地压相似试验研究

以典型断层型冲击地压矿井为例,采用相似材料模拟试验方法,基于覆岩空间结构失稳与断层活化耦合致灾原理,分析了巨型逆冲断层下盘煤层开采采场覆岩运动过程、工作面倾向支承压力及断层面的应力变化规律,研究了巨型逆冲断层影响下巨厚坚硬顶板易冲击煤层冲击地压显现特征。试验结果表明：煤层开采诱发巨型逆冲断层冲击灾变过程分为3阶段：第1阶段,受煤层采动影响,上覆岩层发生空间运动,煤体中形成明显高应力集中区;第2阶段,覆岩多层空间结构演化诱发断层活化,断层活化导致空间结构外部岩体回转,给空间结构施加外部载荷,造成空间结构失稳加剧,煤岩体的应力激增,影响范围扩大;第3阶段,断层滑移释放能量,提供动载荷。根据应力监测数据变化规律,划分了逆冲断层的明显影响区域,研究结果为断层影响下煤层开采的防冲策略与设计提供可靠依据。     

采动诱发应力主轴偏转对断层稳定性影响分析

为探究上、下盘不同开采顺序对断层稳定性影响,基于压力拱理论提出应力偏转概念,运用FLAC3D数值方法,模拟工作面分别从断层上盘和下盘向断层推进的过程,分析接触面应力状态和演化规律,验证采动诱发应力偏转,并与断层损伤变量及其增速进行对比分析。研究表明,工作面自上、下盘不同方向靠近断层,顶板主应力起始偏转位置分别为距离断层120 m和40 m处,相差80 m,且下盘最大偏转角是上盘工作面的1.68倍;断层损伤变量的启滑点分别距断层130 m和40 m,下盘工作面相对上盘工作面提前90 m,二者良好的对应关系表明应力偏转与断层滑移失稳显著相关。采动诱发应力偏转产生附加应力概念可以很好解释上、下盘工作面断层稳定性差异,为断层保护煤柱留设及工作面过断层防灾措施制定提供新思路。     

断层破裂带附近采场采动效应的流固耦合分析

矿井底板突水是一个复杂的多物理场耦合问题,结合含断层破裂带条件下采场开采的工程背景,通过离散元流固耦合分析,研究了采场工作面推进过程中断层带的变形与受力情况以及底板支承压力、渗流矢量和渗流速度的动态发展规律和分布特征。相关模拟结果表明,采场中煤层的开采与断层破裂带之间是相互影响的,以支承压力为代表的采动应力是底板破坏形成导水裂隙带及断层“活化”突水的一个主要诱因,而断层的存在也使得工作面与断层带范围内的围岩应力更加集中,增大了底板破坏突水的危险性。采动过程中,底板破坏所形成的导水裂隙带主要集中在工作面前方及下方围岩中,这些区域渗流速度较大,是形成突水的主要通道。     

断层参数对承压水体上采煤的影响分析

根据流固耦合理论,采用有限元数值模拟的方法,针对承压水体上采煤过程中断层参数(断距、倾角)对煤层、围岩的应力、变形和水压力变化的影响进行了模拟分析,探讨了存在断层时突水的机理和可能的突水点位置,并定量分析了防水煤柱的预留距离。得出以下结论:(1)当存在正断层时,多发生断层破坏型突水,而底板破坏型突水发生的几率较小;(2)突水性质和突水发生位置受断层断距和倾角的影响不大,煤层和采煤工作面附近的底板围岩都可能成为突水涌出点;(3)随着断层断距和倾角的增加,防水煤柱的合理留设距离应随之增大。以上结果可为实际矿井采煤防突水设计提供参考。 更多还原     

南白碱滩断裂带结构特征及流体作用

南白碱滩断裂带可分为滑动破碎带和诱导裂缝带两个结构单元。滑动破碎带具断裂角砾岩特征,厚度小,压实强,岩性致密,封闭性好;诱导裂缝带宽度大,裂缝发育,胶结充填作用强。断裂充填物主要为方解石,其次为方沸石,另外还发现硅质和沥青充填。充填物中流体包裹体发育,有盐水包裹体,也有有机包裹体,主要沿方解石解理面和微裂隙呈线状分布。盐水包裹体均一温度可分为3个区间,有机包裹体在荧光镜下也显示出棕色、亮黄色及蓝绿色3种颜色,表明南白碱滩断裂带至少经历了3期大规模的流体活动。成岩胶结作用对南白碱滩断裂带的封闭性起重要作用,受后期构造运动的影响,早期封闭性断裂会重新开启,流体将再次活动,形成新的胶结物,故该断裂的封闭是多期流体活动发生成岩胶结作用的结果。     

掘进巷道前方隐伏断层超前定量预报

介绍了一种利用断层影响带参数对掘进巷道前方隐伏断层的产状、性质、断层位置、断距进行超前预测的方法。若配合利用瑞利波探测法探测断裂面,可以对小断层的产状、性质、位置、断距进行准确预报。     

滕北煤田武所屯井田武所屯断层新认识

根据武所屯煤矿煤16井下钻探和物探等资料,通过分析、对比地层岩性和厚度,对武所屯断层存在与否及其性质进行了探讨。结果表明：在武所屯下组煤16101工作面以西至井田边界,所探查范围内未见武所屯逆断层。对此存在三种解释：该断层垂向上自三灰向下逐步尖灭,未切割至煤16;原断层的走向不正确或前人认识有误;武所屯逆断层不存在。通过进一步查阅以往资料,并经过物探对比和剖面分析等手段,综合分析认为,在赵坡井田与武所屯井田之间的武所屯逆断层不存在,原地质资料认识有误。该研究结果对矿井增储、延长服务年限有重要意义。     

甘肃省矿山地质灾害及其基本特征

甘肃是矿产资源大省,矿产开发利用规模大、强度高,因而矿山地质环境问题突出,其中矿山地质灾害的危害和威胁尤其严重。本文基于实际调查数据,论述分析了甘肃省矿山地质灾害的主要类型、基本特征及其危害特点。根据调查结果,甘肃省主要发育五类矿山地质灾害:采空地面塌陷、滑坡、崩塌、泥石流和矿坑突水。在这五类灾害中,采空地面塌陷分布最广、造成的直接经济损失最严重,滑坡发生频次高、造成人员伤亡最大,矿坑突水灾害分布范围、发生频次和危害程度相对最低。各类灾害的分布和发育特征受地质环境条件及矿山开采规模和开采方式的控制,灾害的危害特点与其分布和发育特征和活动特点有关。     

采动影响下逆断层活化规律的数值模拟

煤矿开采过程中断层活化时有发生,是矿井灾害防治研究的热点问题。为了揭示不同断层倾角条件下煤层开采对断层活化的影响,以淮南新集二矿地质采矿条件为例,采用FLAC^3D进行数值模拟,系统研究逆断层下煤层开采过程中断层的动态活化规律,阐明了断层活化位置与工作面推进距离、断层倾角之间的关系。研究表明,断层活化可分为累积期、形成期、破坏期3个发育阶段;当工作面回采至工作面推进距离的一半时,断层开始活化,至开采结束,断层滑移量最大;倾角越小的断层面越早开始活化,倾角越大的断层面滑移量越大。研究成果为断层发育区煤炭资源安全开采提供了理论依据和技术参考。