唐家会煤矿透明地质保障系统构建及示范

唐家会煤矿智能化建设面临导水断层发育、带压开采等制约因素,地质条件不透明成为智能开采的技术瓶颈。唐家会煤矿以奥灰水害防治为重点,采用孔中瞬变电磁、孔间电阻率、随掘地震、随采地震、微震监测5项先进技术,构建了实时动态透明地质保障系统,实现基于透明地质模型的水害防治、快速掘进和智能回采3个目标,以支撑自主截割快速掘进和自主规划智能回采2条智能采掘作业线,其中,随采地震探测技术在61304智能回采工作面超前80 d、344 m发现了SYC1异常区并持续跟踪预报,现已得到回采揭露验证。透明地质保障系统的示范应用,取得了显著的经济效益和社会效益:① 61304工作面解放了受奥灰水威胁近100万t煤炭资源;② 61302快速掘进工作面的进尺由原来的260 m/月提高到352 m/月;③ 61304智能开采工作面日常用工减少70%。      

对上榆泉煤矿奥灰水的研究

上榆泉煤矿位于山西省忻州市河曲县,地处黄河东岸,距黄河1．2km,井田面积29．7837km^2,井田内共赋存5层可采煤层,分别是9#、10#、11#、12#、13#层,煤种为长焰煤。矿井设计生产能力300万吨／年,矿井采用平硐加斜井综合开拓,水平标高850米,现采9、10#煤层,有一个综采面一个综放面,四个综掘队。井田内部分煤层处于奥灰水水位标高之下,且奥灰顶部隔水层厚度仅为50m,奥陶系地层缺失峰峰组,属于薄隔水层带压开采．     

潘西煤矿奥灰水突水因素分析及防治途径

通过对潘西煤矿水文地质条件及开采实际揭露情况综合分析,对奥灰突水机理进行了研究,在此基础上对受奥灰水严重威胁的19层煤的开采提出了防治途径.     

井下近水平定向钻进技术在煤矿奥灰水害防治中的应用

为高效解决煤矿断层富集区下组煤层回采时面临的奥灰水害问题,担水沟煤矿率先利用井下近水平定向钻进技术对矿井9204工作面底部构造发育区进行了超前探查治理,并通过物探复探结果对照、常规钻探验证和水化学分析相结合的方式,对超前探查治理效果进行了验证。结果显示,探查过程中各分支钻孔出水点矿化度较该区奥灰水高出220.5～323.4mg/L,其中Cl-含量较该区奥灰水高出38.24～67.69mg/L;注浆改造前后音频电穿透视探查结果对比显示,0～40m相对低阻异常区面积缩减率达到93.92%,40～80m相对低阻异常区面积缩减率达到85.47%;常规钻探探查验证中,各钻孔再无出水和其它异常现象,表明超前探查治理取得了显著的效果。此次近水平定向钻进技术的成功应用,在该区域类似地质条件下的工作面底板奥灰水害防治中提供了可参考实例。     

基于改进型突水系数法治理底板奥灰水害技术

针对渭北煤田下组煤底板超薄隔水层条件下,煤层开采过程中底板奥灰水害防治技术难题,依托渭北煤田韩城矿区桑树坪煤矿奥灰水害治理课题,基于煤矿井下近水平定向钻进技术,提出底板奥灰岩层顶部利用与注浆改造的防治水思路。(1) 考虑底板破坏带失去阻水能力的因素,结合突水系数法确定奥灰顶部利用与注浆改造的临界厚度,采取自工作面两端相向钻进的方式开展定向钻孔探查,依据探查情况,结合压水试验结果,确定钻孔注浆工艺及参数,分析注浆效果。(2) 采用地面三维地震、地面瞬变电磁探查采区低阻异常和构造发育情况,采用直流电法或瞬变电磁探查巷道工作面前方富水区,待巷道系统形成后,采用直流电法测深、音频电透视探查巷道和工作面底板下的富水区,采用无线电波透视探查工作面构造及煤厚变化情况。最后根据物探和定向钻探的探查结果,实施检查技术,综合评价带压开采的可行性。研究表明,奥灰顶部富水性弱,可作为相对隔水层利用,突水系数已降至0.073 MPa/m以下,为今后进一步完善《煤矿防治水细则》突水系数临界值的确定提供坚实的依据,确保了工作面安全回采,形成了修正的突水系数法结合“探查?注浆?检查”的奥灰水害防治技术体系,延伸了矿区安全开采下限。      

华北煤矿奥灰突水特点及防治对策研究

奥陶系灰岩含水层是华北地区各矿区煤层开采的重要水害,通过对奥灰突水及相关的案例分析,认为奥灰突水多发生在区域降水量大于700mm的矿区;导水断层和陷落柱是造成突水的主要通道;奥灰水也可以通过补给薄层灰岩而进入矿井;不同层段的奥灰岩,其富水性不同,奥灰岩顶界具有一定的隔水作用。针对华北地区煤矿奥灰突水特点,提出其防范对策应是加强不同层位的水文地质探查,重点防范集中导水通道突水,并进行中间层的改造。     

牛儿庄矿奥灰特大溃水灾害的治理研究

2004年9月25日牛儿庄矿发生了突水量达108m^3／min的特大溃水事故，直接威胁了相邻两个矿井的安全生产。通过调查分析认为此次突水水源为煤系基底奥陶系灰岩含水层，是他于牛儿庄矿井田范围内的水顺煤矿开采下架煤层突水而造成的。在突水通道、动水力等条件复杂的情况下，经过三个阶段的水害治理，效果达100％．为类似堵水治理工程提供了有益的借鉴．     

井下钻孔注浆治理奥灰水技术

肥城矿区水文地质条件极其复杂,奥灰水水位高,水量大,严重制约着煤矿开采的正常进行。通过肥城矿区井下施工奥灰孔进行奥灰水治理的经验及技术,认为井下施工奥灰孔,建立井下水文观测网以及对奥灰表层进行注浆改造,是行之有效的防治奥灰水的途径。     

寿阳段王煤矿奥灰岩溶水富水性研究

段王煤矿位于沁水煤田北部边缘,多年的开采已使第四系松散孔隙潜水和石炭-二叠系碎屑岩裂隙水基本疏干。区内有供水意义的含水层为奥陶系岩溶裂隙水。通过对区内奥灰岩地层岩性及富水性的分析研究,说明上马家沟组中、上段（0252.3）为区内的富水层段。奥灰岩水位在区内埋藏较深,静止水位为575～655m。奥灰岩溶水在垂向上表现为随着埋深的增大,岩溶发育程度减弱,富水性变弱,在水平方向上表现为北部富水性弱,南部较强的特点。奥灰水在本区西北奥灰裸露处得到降水补给后,向东南径流,途经矿区,至娘子关排泄,其水位具有逐年下降的趋势。奥灰水的变化规律通过区内两水井的抽水试验结果对比也得到了佐证。     

义煤集团西部四矿奥灰水防治技术研究

2006年曹窑东井27080工作面突然发生大型奥灰滞后突水,最大涌水量达到1693m^3／h,通过矿井水文地质条件分析,曹窑东井及相邻西部四矿大部分区域已处于“突水危险区”。为避免奥灰突水灾害再次发生,提出了“以防为主”的预防奥灰突水的技术手段和方法步骤,以探索深部煤炭开采的防治水工作。     

2004—2018年北京市突发地质灾害时空分布特点和监测预警状况

本文对北京市规划和自然资源委员会发布的《北京市环境公报》(2004—2018年)和北京市水务局发布的《北京市水资源公报》(2004—2018年)进行了全面梳理,详细分析了近15年来北京市突发地质灾害的类别构成和时空分布规律。北京市突发地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷4种类型,其中崩塌是北京市发生数量最多的地质灾害。北京市突发地质灾害规模较小,分布广泛。大部分灾害发生在汛期,表明北京市突发地质灾害与降雨密切相关。极端强降雨发生后,不同类型灾害集中暴发。近年来,北京市突发地质灾害专业监测预警工作积极开展,并取得一定的成绩,但是相关的科研、监测预警技术等地灾防治工作仍需提升。本文的相关结论来源于真实数据的统计分析,可为北京市突发地质灾害监测预警工作提供客观数据支撑。     

我国露天煤矿水害特征与防治水技术

露天开采是我国煤矿开采的两大方式之一。与地下开采煤矿类似,露天煤矿在开采过程中同样面临防治水问题,由于我国露天煤矿水害类型相对单一,国内学者鲜有对露天煤矿的水害特征和防治水技术进行深入研究。以我国露天煤矿分布范围为出发点,从充水水源、充水通道、充水强度3方面分析露天煤矿水害特征,得出大气降水、地表水和浅层地下水是主要充水水源;人为开挖形成的直通式通道、强渗透含水层或透水层、垂向导水钻孔、滑坡形成的地表裂缝等是主要充水通道;季节性变化明显、疏排水周期长、排水量大是露天煤矿疏排水主要水害特征的结论。归纳目前我国露天煤矿常用的7种防治水技术,提出露天煤矿由远及近、由上而下、由面至点的立体防治水技术体系。从地下水资源保护和生态环保角度出发,为实现露天煤矿绿色开采和可持续发展,提出以切断补给通道、减小矿坑疏排水量为目的的帷幕截流技术是今后露天煤矿防治水的主要技术方法。     

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。     

华亭煤矿强矿压动力灾害防治技术分析

复杂地质条件下开采深度的增加极易导致强矿压动力灾害的发生。以华煤集团华亭煤矿250102综放工作面及其回采巷道为研究背景,通过SOS微震监测系统拾取回采工作面推进过程中微震(声发射)信号,获取强矿压动力灾害前兆信息特征规律,分析3种不同危险等级(R,O,Y)强矿压的分布规律且判定其危险区域。综合现场开采特征,确定工作面开切眼至400 m范围为危险区域,此期间20 m煤柱侧强矿压显现尤为严重。最终确定了采用\     

煤矿工作面底板突水灾害预警重点监测区域评价技术

准确圈定煤矿工作面底板突水预警重点监测区域,实现监测位置和潜在突水点位置在空间上的匹配,是突水灾害预警急需解决的问题之一。为研究煤矿工作面底板突水灾害预警重点监测区域评价技术,采用水文地质分析、GIS空间分析及ANN预测等技术手段,建立了底板突水灾害预警重点监测区域评价指标体系,提出了将不连续指标转化为连续指标的方法,建立了评价模型,研发了重点监测区域评价GIS系统,实现了煤矿底板突水灾害预警重点监测区域GIS与ANN耦合评价技术,最后以赵庄煤矿5303回采工作面底板突水监测预警为例,利用研发的系统圈定了该工作面重点监测区域。研究表明,确定预警重点监测区域的影响因素主要有含水层水压、含水层富水性、含水层防（隔）水煤岩柱厚度、老空区危险性指数、断层危险性指数、陷落柱危险性指数和封闭不良钻孔危险性指数,利用分段函数可以有效将不连续指标转化为连续指标,研发的评价系统可以实现煤矿突水灾害预警监测位置自动评价,评价结果与现场揭露及水害预警系统监测结果一致。     

滑坡防治常用方法简述

滑坡是地质灾害常见的一种,由于滑坡地质灾害的突发性,会造成重大的经济损失和人员伤亡,所以滑坡地质灾害的防治是一项非常重要的工程,采用合理的防治方法既可以节约资金又可以达到预期的防护目的,因此在这里总结了几种滑坡的防治方法,为以后的工程实践提供借鉴.     

安徽省祁东煤矿底砾含水层突水灾害成因与治理技术

文章介绍了皖北煤电集团公司祁东煤矿3222工作面特大突水灾害过程，并根据“四含”水文长观孔水位，突水后水温变化特点、水质化验资料及防水煤岩柱构成，分析出水水源为：第四系“四含”水；导水通道可能为：①采动裂隙沟通风化网络裂隙；②工作面中部存在垂向导水裂缝带，使“四含”水下泻所致。通过对突水性质和水情发展趋势的分析研究，决定采用强制排水、建防水闸墙、水泥浆封盖“四含”和基岩风化带堵出水水源；粘土浆充填固结采空冒裂带的治理方案。实施后，堵水率达100％，仅用102d就恢复了矿井生产，安全撤出了综采支架，取得了良好的经济效益和社会效益。     

三河尖煤矿21102面底板奥灰特大突水原因及治理

2002年10月26日,三河尖煤矿21102工作面发生了底板突水灾害,分析认为突水水源为奥陶系灰岩水,导水通道为隐伏的断裂构造。为尽快恢复生产,实施了工作面两道构筑高压水闸墙的治理方案,将高压奥灰水封堵在工作面老空区内。围绕水闸墙施工出现的技术难题,采取了: a. 围岩加固防渗; b. 安装导水筒降温; c. 优化材料配比,降低水化热,提高混凝土强度; d. 自制混凝土料的搅拌、输送设备,确保大体积混凝土体的连续浇灌等技术措施。该项工程已经历了1a多的检验,堵水效果十分显著。