山西经坊煤矿3-807工作面顶板富水异常区验证及涌水量预算

顶板砂岩裂隙水是经坊煤矿3号煤层开采的主要充水水源之一,但其富水性具有不均一性,使工作面回采过程中涌水量变化较大,不利于安全、经济的排水。通过分析煤矿3-807工作面地面电法解释的顶板砂岩富水异常区、构造及可能的富水砂岩层段,探讨合理的布设井下探放水钻孔的位置,并对探放水后工作面回采过程中的涌水量进行预测。研究发现,对3-807工作面顶板砂岩探放水过程中,布设在电法解释的顶板富水异常区、向斜轴部的探放水钻孔,放水量持续且较为稳定,出水层位均为K9、K10砂岩,且K10砂岩富水性强于K9砂岩;3号煤层工作面涌水量的预测采用比拟法较为准确,可以为后期排水设备的布设提供参考依据。     

淮北朔里矿六煤层底板灰岩水防治初探

朔里煤矿62采区为下山采区，位于黄湾向斜之W翼。向斜轴部裂隙发育，为一良好的聚水场所。对生产有影响的含水层为6煤层顶板砂岩含水层及底板太原群（C3t）灰岩含水层。顶板砂岩含水层，虽然在老顶初放期间会对工作面的正常回采带来一定影响。但由于水量以静储量为主，涌水量有限，构不成水害威胁。而底板（C3t）灰岩水因有良好的补给来源，为威胁6煤层安全回采的主要含水层。62采区主要含水层叙述如下。     

近距离煤层开采水害防治技术研究

东滩煤矿三采区计划开采2、3煤层,该区具有断层裂隙发育、向斜轴部易积水、2煤层与3煤层间距较小等特点,充水条件相对复杂,回采工作面受水害威胁较严重。为确保矿井安全生产,在分析矿井三采区地质及水文地质条件的基础上,对含水层富水性进行了分析,认为2、3煤层顶板砂岩含水层和3煤层底板砂岩含水层均为极弱至中等富水性含水层;根据已有资料对2、3煤层底板等高线进行了分析,对煤层开采后采空区积水进行了预测;得出了三采区开采2、3煤层充水含水层为2、3煤层顶部砂岩及3煤层底板砂岩,涌水形式以工作面顶板来水为主,采后采动裂隙是回采工作面充水的主要通道,在此基础上,进行了工作面涌水量预计,并制定了工作面开采综合防治水措施。     

煤层顶板砂岩裂隙水渗流场数值模拟研究

以顾桥矿南二采区11-2煤层开采为例,通过分析其顶板砂岩赋存条件,利用FLAC3D软件中应力—渗流耦合模拟分析研究顶板砂岩裂隙水渗流场规律,从而判断该煤层开采对上覆煤层开采的影响,以及顶板突水的可能性。模拟结果表明:煤层开采过程中,如果在工作面开采初始阶段没有发生顶板突水,那么在之后的开采过程中,在开切眼一侧发生顶板突水的可能性很小,而在迎头位置危险性较大;且开采11-2煤层对上覆煤层的安全开采影响不大。     

黄陇煤田煤层顶板水害特征及其防控技术

陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害类型及其主控因素,总结工作面涌水量变化规律,并研究顶板巨厚砂岩含水层水害形成机理,进而提出顶板水害防控关键技术。结果表明:(1)黄陇煤田顶板含水层充水可分为持续涌水式、非持续涌水式和泥砂溃涌式3类,持续涌水式包括可控持续型和高强度持续型,非持续涌水式分为离层涌水型(包括偶发离层涌水型和频发离层涌水型)和脉冲式涌水型,以及泥砂溃涌型共6型。(2)关键隔水层厚度、煤层与洛河组砂岩间距、洛河组砂岩的富水性共同决定顶板涌水形式:当关键隔水层厚度较小甚至缺失,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距较小时,发生脉冲式涌水;当关键隔水层厚度较大且分布稳定,洛河组砂岩富水性中等至强且与煤层间距较小时发生持续涌水;当关键隔水层巨厚,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距巨大时发生离层涌水;当煤层顶板导水裂隙带范围内的侏罗系地层发育胶结不良地质体或煤层出现冒顶现象,容易形成水砂溃涌灾害。(3)地下水位监测预警技术、地面钻孔疏放离层积水技术、井下泄水巷集中排水技术、排水系统建设与维护技术、减水开采技术等是黄陇煤田水害防治的关键技术;工作面精细管理制度、工作面水情日分析制度、专家会诊及对标学习制度等是做好水害防治工作的配套管理对策。      

高家堡煤矿煤层顶板水水化学特征及其水害防治技术

地下水化学特征反映了地下水所处的地球化学场。高家堡煤矿主采4煤层顶板充水含水层包括侏罗系砂岩含水层、白垩系洛河组含水层等。这些含水层水的离子比例相近,但矿化度相差较大,且明显随着埋藏深度增大而增大。高家堡煤矿顶板含水层水的同位素数据表明,洛河组含水层受地表水和大气降水补给。根据工作面出水点的矿化度,采用水质混合原理,计算出出水水源及比例构成,建立涌水量与矿化度关系,为制定防治水措施提供依据。确定高家堡煤矿防治水技术措施为减小导水裂隙高度或顶板注浆。研究煤层顶板水水化学特征对高家堡煤矿的防治水工作有重要的指导意义。     

黄陵建新煤矿回采工作面瓦斯浓度超限危险性预测

通过分析建新煤矿瓦斯地质特征,结合灰色关联分析结果,选取底板标高为影响工作面瓦斯涌出量变化的主控因素,运用图切剖面法,分析4-2煤层工作面绝对瓦斯涌出量变化与煤层顶板岩性及上覆4-1煤层分布的关系。将井田内4-1煤层尖灭区分为顶板砂岩分布区、顶板泥岩分布区,4-1煤层分布区作为一个单独区域,引入置信上限概念,采用一元线性回归分析法,分别对三个区域进行瓦斯涌出量预测;采用类比原则,将全井田4-2煤层分为回采工作面瓦斯浓度正常区(低瓦斯区)、超限警戒区(富瓦斯区)和超限危险区(高瓦斯区)。     

影响徐州矿区煤层顶板砂岩涌水的主要因素及机理

论述了影响工作面顶板砂岩含水层涌水量大小、持续时间的主要因素及其机理。分析认为,自然因素有地下水动力环境、构造复杂程度、砂岩层的岩性、砂岩含水层的厚度;其人为因素有工作面的采高、工作面的推进速度、顶板砂岩水的疏放程度。其结论对工作面顶板砂岩水害的防治工作具有重要的指导意义。      

呼吉尔特矿区矿井涌水特征及其沉积控制

鄂尔多斯盆地呼吉尔特矿区属于“水压高、水量大、富水性不均一”的深埋侏罗纪煤田区,各矿井面临较严重的水害防治压力,为了弄清该地区矿井涌水特征及其沉积控制条件,开展了沉积相与顶板钻孔出水层位、钻孔涌水量、工作面涌水量等方面的相关性研究,结果表明:呼吉尔特矿区导水裂缝带范围内,主要发育曲流河沉积相的延安组真武洞砂岩段和直罗组七里镇砂岩段,岩性为细粒-中粗粒砂岩。直罗组早期发育了一套河流相沉积,对延安组顶部的强烈冲刷侵蚀,导致矿区中部的门克庆、母杜柴登井田范围内2-1煤层缺失,并形成了较厚的七里镇砂岩段;矿区两侧的2-1煤层较完整,其上覆七里镇砂岩较薄。七里镇砂岩含水层是工作面回采过程中的最主要充水含水层,各矿井的工作面顶板疏放水钻孔涌水量差异显著,古河床冲刷带中部的矿井钻孔涌水量普遍大于古河床冲刷带两侧,与顶板地质沉积相有较好的对应关系。煤层顶板地质条件（沉积相）的差异性,控制了各矿井工作面回采过程中涌水量大小;直罗组古河流冲刷带两侧广泛发育的富水条带,则影响工作面涌水量的变化规律。      

青东煤业1034工作面开采安全性评价

为了防止和减少水害事故,安全开采1034工作面,采用井下钻探的方法,设计施工了防治水工程。通过分析、总结防治水工程,查明了工作面区域"四含"不发育,富水性弱,浅部缺失,对工作面回采无影响;10煤层顶板砂岩裂隙含水层的富水性弱,在构造和裂隙区域砂岩水较为富水,对生产影响不大,但需注意工作面周期来压期间,动态顶板裂隙水的影响;10煤下-太原组第一层石灰岩间隔水层较为稳定;太原组石灰岩岩溶裂隙含水层富水性中等,需合理疏放;BF43断层不含水、不导水,对工作面回采无影响。综合分析认为,1034工作面可以安全开采。     

煤层顶板砂岩富水性AVO预测技术

煤层顶板砂岩富水性预测是有待解决的重要问题。以实际测井曲线数据为输入,利用Gassmann方程和AVO（Amplitude Variation with Offset）技术探讨煤层顶板砂岩富水性的预测方法。首先,利用实际测井曲线计算顶板砂岩的纵波速度、孔隙度和泥质含量;其次,以Han经验公式为基础,曲面拟合纵波速度、孔隙度和泥质含量间的关系式,并导出砂岩骨架纵波速度;再次,利用Castagna经验公式计算砂岩骨架的横波速度,并建立14种顶板砂岩模型;最后,利用Gassmann方程进行流体替换,计算各模型的纵横波速度和密度,从而正演模拟顶板砂岩的AVO响应。结合理论分析和实例预测,发现截距-梯度交会图可以区分砂岩孔隙度和干湿性,是顶板砂岩富水性预测的一种有效手段。      

黄陵二号煤矿充水因素分析

通过对黄陵二号煤矿充水因素的分析,结合矿井实际涌水量,认为矿井在开采延安组2号煤层时,延安组中部含水层为矿井的直接充水含水层,直罗组下段含水层为矿井主要的间接充水含水层;上部的洛河组砂岩水是矿井井筒充水的主要水源,也是矿井充水的间接充水含水层;矿井的主要充水通道为开采沉陷裂隙,充水方式为顶板进水。最后指出,该矿井开采2号煤层的最大隐患是直罗组下段砂岩顶板突水和井筒洛河组砂岩涌水。     

陕北侏罗纪煤田三角洲平原沉积环境及其岩石力学特征

三角洲平原沉积环境是陕北侏罗纪煤田煤炭资源的主要形成环境之一,为获得不同环境煤层顶板岩石力学参数特征,进一步探究沉积环境与岩石力学特征之间的关系,首先从区域沉积环境分析入手,然后运用岩心精细描述、沉积构造分析、地球物理测井分析等技术,识别微相、划分顶板沉积微相类型及其组合特征;之后对不同沉积环境中不同位置、不同岩性的岩石进行系统地分层采样和测试分析;最后综合分析煤层顶板各沉积微相的岩石力学特征。结果表明,煤层直接顶板以泥岩、粉砂质泥岩为主,形成于三角洲平原亚相中的沼泽、湖泊沉积微相,局部见粉砂岩、细粒砂岩形成于分流河道和天然堤微相;基本顶主要以中-细粒砂岩为主,形成于分流河道沉积微相;沉积环境不仅控制煤层顶板岩性分布而且控制岩石力学参数及其含水层富水性的分布,其中,湖泊、沼泽相泥岩顶板区是顶板支护的重点部位,多期分流河道砂岩叠置顶板区是未来矿井防治水以及探放水的重点区域。      

梁北二井水文地质特征及充水因素探讨

通过对井田边界条件、主要含水层的富水特征、断层的水文地质特征以及地下水的补给、径流及排泄条件的分析研究,认为二1煤层顶板的直接充水水源为顶板砂岩裂隙水,底板的直接充水水源为石炭系太原组上段石灰岩岩溶裂隙水,底板的间接充水水源为石炭系下段太原组灰岩岩溶裂隙水和寒武系白云质灰岩岩溶裂隙水;矿井充水通道为顶板砂岩、底板灰岩的裂隙和断层带。采用大井法对先期开采地段二1煤层-700m水平的矿井涌水量进行了预算：正常涌水量为947m^3/d,最大涌水量为1140m^3/d。结合邻近矿井的调查,认为计算的涌水量是可靠的,可作为煤矿建井设计和水害防治的依据。     

综采顶板砂岩富水性多元信息预测评价

为预防矿井顶板水害的发生,针对现有方法对顶板砂岩富水性预测存在的问题,着重研究了多因素对富水性的影响,并提出了富水性综合分析预测评价方法。在指标选取上更注重科学性和实用性,最大程度的利用了资源勘探孔的资料进行富水性预测。并以济宁二号井为实例,进行应用验证,为煤矿顶板含水层富水性预测评价提供了一种新方法。      

河南千秋煤矿水害特征与防治技术

千秋煤矿多种水害并存：在井田浅部,矿井主要水害为地表水、小窑水;随着采掘活动向深部转移,矿井主要水害亦转为顶板砂砾岩水。在总结该矿水文地质条规件及水害特征的基础上,分析了矿井的充水因素,近而提出了不同水害的防治措施：小窑水和地表水,应采用充填小煤矿河床采场与地表塌坑和裂缝,封填小煤窑井筒,建筑防水闸墙,地面瞬变电磁勘探圈出疑似积水区域,并进行钻孔验证,然后再进行疏放等措施;顶板砂砾岩水,可采用井上、下物探圈出富水和构造区域,进行采前钻孔预疏放,完善排水系统等措施。     

济三煤矿煤层顶板砂岩含水层富水性预测

针对济三煤矿七采区水文地质勘探程度不高,抽（放）水试验钻孔数量有限的实际情况,从岩性结构和构造发育特征出发,综合考虑砂岩厚度、砂-泥组合层数、岩心采取率以及砂岩含量等因素,构建岩性结构指数模型,同时,采用断层分维值来定量表述断层构造特征,通过信息复合建立多因素富水性指数综合评价模型,对煤层顶板含水层进行富水性分区,通过有限的实测单位涌水量数据对评价结果进行验证,取得了较好的应用效果。