突水预测的采动煤层底板相似模拟方法研究

以淮北朱庄矿Ⅲ６１６综采工作面为原型建立了相似模型,模拟工作面回采过程中的应力和位移变化,模拟结果表明：由切眼向前开挖至４５～５０ｍ老顶岩层初次断裂失稳,底板岩层压张应力差最大,采动造成的底板变形破坏深度在１６ｍ以上,为突水危险地段,与数值模拟方法相拟合计算采动造成的底板应力变化。选取Ｄｒｕｃｋｅｒ－ｐｒａｇｅｒ屈服条件作为判断岩石是否破坏为突水判据,由煤层底板塑性区分布图反映,当开挖至４９ｍ左右     

范各庄矿12煤底板突水过程模拟分析

以范各庄煤矿水文地质条件为基础,建立了承压水上采煤的岩体水力学模型,应用岩石破裂过程渗流-应力耦合分析系统(RFPA^2D-Flow)模拟分析了范各庄矿12煤层底板开采扰动下,裂隙形成、扩展到突水通道最终贯通形成突水的全过程。通过对损伤区分布、应力场和渗流场的演化分析,揭示了开采扰动及水压驱动下完整泥岩底板由隔水岩层到突水通道的演化过程,对突水通道进行了模拟定位,并对不同水压条件下含水砂岩层对底板突水的影响进行了分析。结果表明：12煤底板突水问题取决于含水砂岩中的水压力,在假设隔水层厚度不变时,水压力与突水系数呈正相关关系,随着水压的增大突水越易发生。该研究为12煤底板突水预测与防治提供了理论依据。     

突水预测的采动煤层底板相似模拟方法研究

以淮北朱庄矿Ⅲ616综采工作面为原型建立了相似模型,模拟工作面回采过程中的应力和位移变化。模拟结果表明由切眼向前开挖至45～50 m,老顶岩层初次断裂失稳,底板岩层压张应力差最大,采动造成的底板变形破坏深度在16 m以上,为突水危险地段;与数值模拟方法相拟合,计算采动造成的底板应力变化,选取Drucker-prager屈服条件作为判断岩石是否破坏为突水判据,由煤层底板塑性区分布图反映,当开挖至49 m左右时,底部导升区和上部采动破坏带基本贯通,可能发生突水。据此对工作面进行了布置,并采取了相应防范措施,取得了良好的应用结果。     

华北煤层底板突水的随机—信息模拟及预测

在我国华北煤矿田,回采工作面煤层底板突水问题严重困扰着煤矿经济效益的正常发挥。针对回采工作面煤层底板突水的特点,提出了采用随机－信息方法解决突水预报问题,为此建立了信息判据,并对大量的实例进行了验证,取得了满意的效果。     

煤矿底板突水分析及底板水防治

本文以桃园煤矿为例 ,在分析含水层系统基础上 ,对 10煤层底板突水水源、突水机制、突水特征及含水层水位动态变化进行分析 ,并对底板突水防治提出了一些措施与方案     

矿井煤层底板突水预测新方法研究

本文针对煤矿矿井煤层底板突水系统为一非线性系统的特性,提出采用对非线性问题具有良好适用性的人工神经网络系统（以下简称神经网络）,进行煤层底板突水预测。以作者们研制,使用神经网络的实践为基础,阐述系统、建模方法、适用条件和应用问题,并在焦作矿务局演马庄矿、焦作金科尔集团方庄煤矿对所建立的煤层底板突水预测神经网络进行生产性检验,取得良好的结果,说明该系统应用于煤层底板突水预测的可靠性。     

煤层底板突水的计算预测及应用

在简评现有煤层底板突水预测理论的基础上,提出了老底板模型。参照采场老顶初次来压步距的构成,论述了老底板极限破除步区a的构成,得出了煤层底板穷水与隔水层、含水层自身性质及开采边界条件的关系、最后提出了利用以往突水资料预测同类或相邻工作面突水与否的反演方法,使预测结果更加令人信服。      

利用神经网络预测煤层底板突水

本文利用神经网络对已知样本进行学习。旨在预测煤层底板突水，取得了较好效果，为煤层底板突水预测提供了一条新途径。     

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。     

华北下组煤底板突水及涌水量预测方法浅析

华北地区下组煤资源丰富,却深受奥灰水困扰,有必要进行煤层底板突水评价及矿井涌水量预测。文章首先简要介绍了常见的底板突水评价及矿井涌水量预测方法,指出了各自的优缺点及适用条件。之后以显德汪矿9#煤层为例开展案例研究,研究结果表明：矿区中南部可划为底板突水危险区;若将突水危险区-200m水平奥灰水压降至安全水压,预测涌水量为2 000m3/h;目前实际开采9#煤突水过渡区,在使用必要的注浆措施后,发现回采是安全可行的。本研究在提升煤炭资源保障能力、延长矿山开采年限和加强煤炭安全生产方面具有理论与实践意义。     

峰峰通二井田构造特征研究

通过井下地质调查，率述了通二井田地质构造发育特征及煤层断裂展布规律，表明已采区中，小型煤层断层的展布具有分区性和方向性等特点，并就层滑断裂引起煤层变薄与增厚进行了研究，在此基础上，对北部（深部）未采区进行了构造预报。     

准格尔煤田串草圪旦煤矿5号煤元素地球化学特征

为研究准格尔串草圪旦5号煤微量元素地球化学特征,采用光学显微镜、扫面电子显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成及形态特征,应用电感耦合等离子质谱（ICP MS）方法测定煤中多种微量元素含量,运用数理统计方法研究微量元素在煤中的赋存特征。结果表明：5号煤中Li、Be、F、U、Hg 5种元素相对富集,含量高于研究区6号煤及中国煤中含量水平。5号煤中Li、F、Ga、Se无机亲和性强,Be、As、U为亲有机元素;Hg与硫含量显著正相关。各元素在煤中主要以有机结合态、无机结合态和硫化物结合态赋存。     

大同煤田白洞矿区5号煤层煤相特征

采用光学显微镜、X射线荧光光谱（XFS）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等方法测定了大同煤田塔山井田太原组5号煤的宏观煤岩类型、显微煤岩类型和地球化学参数,探讨了煤的煤岩学、煤地球化学及煤相特征,系统地分析了煤层的原始成煤泥炭沼泽环境及演化规律。研究结果表明,5号煤层有4种煤相类型,即湖沼相、泥炭沼泽相、潮湿森林沼泽相和较干燥森林沼泽相,相应表现为湖泊、障壁岛后潟湖、上三角洲平原和洪泛盆地含煤沉积体系特征。煤层自下而上存在5次比较明显的沉积旋回韵律,与之相随的水介质环境也发生了相应的海陆、咸水、淡水交替变化,从而形成了一套以陆相为主、海陆交互的成煤泥炭沼泽环境,沉积环境逐渐从海相、海陆过渡相向陆相演化。     

五家沟矿区5号煤中伴生元素地球化学特征

为了研究大同煤田南部煤中伴生元素的地球化学特征,运用矿物学、煤地球化学以及岩石学等学科的理论和研究方法,利用X射线荧光光谱分析（XRF）、电感耦合等离子质谱分析（ICP-MS）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电镜+能谱分析（SEM-EDS）,对五家沟矿区5号煤中伴生元素的含量及赋存特征进行研究。结果表明,五家沟5号煤中常量元素Al、Si、Ca、Fe含量较高,占到灰分总量的95%以上。Al主要以高岭石的形式存在,Si以黏土矿物和石英的形式赋存于煤中,煤中Ca的主要载体是方解石,Fe在煤中主要以黄铁矿的形式存在。煤中微量元素Li富集,Ga、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta轻度富集。锂和镓主要赋存于高岭石中;铌和钽赋存于黏土矿物中,部分可能赋存于伊利石中;锆和铪赋存于黏土矿物中,还有部分赋存于金红石内。     

峰峰矿区东部地下水水文地球化学模拟

应用离子比例系数法分析了峰峰矿区东部地下水化学成分特征,结合含水层岩性条件,为水文地球化学模拟中“可能矿物相”的确定提供依据;采用PHREEQC软件对含水层中水-岩作用进行水文地球化学模拟,模拟计算出饱和指数,通过质量平衡模拟计算水-岩作用过程中主要矿物相的转化量。结果表明：方解石和白云石处于饱和状态,在适当的条件下会沉淀,而岩盐、石膏处于未饱和的状态,在适当的条件下将继续溶解。沿地下水流路径,从五矿奥灰水-一矿奥灰水-一矿副井水,地下水系统中白云石、岩盐、石膏溶解,方解石沉淀,且发生了阳离子交换作用。研究矿井水中水-岩相互作用,初步探讨废弃矿井水文地球化学演化机制,对分析矿井水文地球化学演化的影响因素有重要作用。     

河北南部峰峰煤田山西组沉积特征与沉积环境演化

通过研究峰峰煤田山西组岩性和沉积构造特征,将山西组划分为四个沉积旋回,根据沉积环境的演化,分析了其对成煤作用的影响,认为区内山西组为典型的河控浅水三角洲沉积,该沉积体系中的聚煤作用较强,尤其是分流间洼地持续发展的部位形成了较厚煤层,由于分流河道的迁移作用,煤层分叉现象,而且成煤后遭河道冲刷导致变薄或缺失。     

钱家营矿五采区断裂构造分析

地质构造是影响煤矿安全生产的重要因素之一,本文结合三维地震勘探和部分工程资料对五采区七煤层段主要地质构造进行了分析归纳,并在此基础上预测了可能存在的伴生构造,为今后准确地指导生产与安全提供地质依据.     

黄陵一号煤矿井下突水事故治理技术

在黄陵一号煤矿突水事故治理中,进行了突水因素分析、突水特征研究,查明了突水原因.采用地面物探、钻探、数字测井技术,探明了导水通道;采用系统分析理论研究了注浆环境,进行了摸拟试验、注浆生产试验;依照冲击充填理论开发了"自然灌注法";运用混凝土施工理论、采用了基础工程中冲击振动原理,开发了"井下混凝土搅拌技术",重点解决了"强制性一次快速注浆坝体成型(合拢)技术.采用以上技术治理效果达96%,经济效益特别显著.     

黄陵一号煤矿井下突水事故治理技术

在黄陵一号煤矿突水事故治理中,进行了突水因素分析、突水特征研究,查明了突水原因.采用地面物探、钻探、数字测井技术,探明了导水通道;采用系统分析理论研究了注浆环境,进行了摸拟试验、注浆生产试验;依照冲击充填理论开发了"自然灌注法";运用混凝土施工理论、采用了基础工程中冲击振动原理,开发了"井下混凝土搅拌技术",重点解决了"强制性一次快速注浆坝体成型(合拢)技术.采用以上技术治理效果达96%,经济效益特别显著.     

峰峰梧桐庄矿充水因素分析

梧桐庄煤矿2001年投产，年产量约150万t。目前矿井平均排水量为540m^3／h，且矿井水的矿化度超过5．0g／L。通过对梧桐庄矿水文地质条件、水质特征等因素的分析，认为梧桐庄矿开采2号煤层的矿井充水因素为奥灰水，充水通道主要为陷落柱及导水裂隙，为矿井防治水提供了参考依据。