铁山背斜煤层采空区特征及高铁通道选择评价

以煤矿资料分析铁山背斜两翼煤层采空区特征,采空区平面分布服从煤层展布特点,立面图在走向上呈阶梯分布。走向无煤区、薄化区、未开采段、开采标高相对较高段落是通道选择的条件,选择了3个高铁通道。从采空区情况、变形特征对通道进行评价:1、2号备选通道不适宜,3号备选通道具备适宜条件。     

多种采动影响区杆塔地基稳定性数值分析

煤炭开采中多种采动影响区包括老采空区、现采空区和未来采空区(规划区)等几种类型.本文对晋东南至南阳段1000kV特高压输电线路途经山西煤田采空区和规划区,评价规划区煤层开采对已建输电杆塔地基稳定性的影响,根据现场收集的资料,利用FLAC3D数值方法对特高压线路N177输电杆塔下部3号煤层进行开采模拟,并在3号煤层已经开...     

东胜煤田乌拉素矿区水文地质特征及充水因素研究

近年不断发生的突水事故,给煤矿安全生产带来严重威胁,研究矿区水文地质特征,分析矿井充水因素有重要现实意义。根据东胜煤田乌拉素矿区地质勘探和水文地质资料,对煤层开采导水裂隙带高度进行计算,结果表明:直罗组底部、含煤系地层的裂隙承压水含水层和上部煤层采空区内的积水,是煤层开采时矿井涌水的主要充水水源,矿井充水通道有断层裂隙带、封闭不良钻孔、采动导水裂隙带;其中导水裂隙带会将上部煤层采空区积水导通,使充水强度增大,矿坑涌水量增加。建议开采过程中要做到边探边采,探采结合,预防突水问题。     

矿井瞬变电磁法在上覆采空区水害防治中的应用

在多煤层开采矿区,上部煤层开采后形成采空区积水。在近距离煤层开采时,上部采空积水区易对下部煤层开采形成威胁。某资源整合矿井3号煤层已开采,而9号煤层存在小煤窑,开采范围不清。为保证9号与15号煤安全掘进,结合某矿的水文地质概况和开采条件,在15号煤运输巷向9号煤暗斜井方向布置15°、45°和60°三个探测角度对揭煤区域采用矿井瞬变电磁法进行探测。勘探发现,三个探测方向上均出现较大范围低阻异常区,尤其在45°和60°探测方向上异常较为突出,且在60°探测方向上9号煤暗斜井穿过异常区,由此推断9号煤暗斜井见煤点附近存在大范围采空区且富水性较强。根据探测确定的积水异常区域,布置了探放水钻孔进行提前疏放水,累计放水13.2万m3。     

太平煤矿煤层开采覆岩压分布与裂隙带预测

运用求解非线性大变形问题有限差分法(FLAC),对攀枝花宝鼎矿区太平煤矿第二水平1#、3#和5#急倾斜多煤层开采采场围岩压分布、裂隙带特征进行了究研。结果表明:1在进行三个煤层回采工作过程中,采空区附近的围岩应力不断变化;2保护煤柱附近的煤层回采时,在煤柱附近会形成应力集中区域,当回采工作继续向下进行时,采空区又对保护煤柱产生类似于"解放"的效果,煤柱附近的应力集中现象得到缓解;3在煤层回采完后,上部保护煤柱发生塑性破坏,形成了导水通道。     

帷幕注浆和套管隔离法在穿越采空区瓦斯孔施工中的应用

山西望云煤矿在矿区内施工目的层为15号煤层的大口径瓦斯抽放孔过程中,钻遇3号煤层老窑采空区,为瓦斯抽放孔施工和后续15号煤层开采增加了风险和难度。首先通过地面钻探方式在瓦斯抽放孔半径为6 m的采空区施工一圈帷幕孔,在帷幕孔注浆后使得瓦斯抽放孔周围形成帷幕堵水的效果,进而施工瓦斯抽放孔,最后再用套管对采空区进行隔离,为后续瓦斯抽放孔施工提供了"双保险"。确保了后续瓦斯抽放孔的顺利完工,同时消除了3号煤层采空区积水对后续15号煤层开采的影响,为今后类似工程施工提供经验和借鉴。     

西山煤田古交矿区陷落柱特征及其导水性分析

在分析区域地质特征的基础上,对西山煤田古交矿区陷落柱的数量、形态特征及分布规律进行了总结。从陷落柱的发育特征出发,对其导水条件进行了研究,认为本区岩溶陷落柱是否突水,关键取决于其是否有导水的力学薄弱通道。研究表明,本区岩溶陷落柱柱体胶结致密,后期活化程度弱,距煤层较近的峰峰组含水层的富水性弱,而煤层与上马家沟组强含水层之间隔水层厚度大,因而,在正常块段开采中,岩溶陷落柱作为集中导水通道导致重大突水的可能性较小。     

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。     

南-大-梁(川渝界)高速公路华蓥山隧道地质环境条件及煤系特征研究

勘查区位于四川盆地东部边缘川东褶皱带的岭谷地貌区,拟建隧道横穿区内的华蓥山背斜。通过对勘查区地质环境条件及煤系特征的研究,基本查明了勘查区内煤层分布位置、层数、瓦斯含量等指标及采空区的分布特征、空间形态、充填情况及冒落带范围。煤层开采对地层岩体的完整性和稳定性造成极大破坏。     

鱼田堡煤矿水文地质特征及深部突水模式分析

通过对鱼田堡煤矿各生产水平、开采区域、开采煤层涌水观测资料,以及水质化验、连通试验等资料的分析与研究,查明了该矿深部煤层开采的突水水源及突水通道——浅部与采空区融为一体的“地下水库”及深部K3（4#煤层）开采时在煤层顶板以上发育的采动离层裂隙带,为防治矿井深部突水提供了较为切合实际的水文地质依据。     

南-大-梁(川渝界)高速公路华蓥山隧道地质环境条件及煤系特征研究

勘查区位于四川盆地东部边缘川东褶皱带的岭谷地貌区,拟建隧道横穿区内的华蓥山背斜。通过对勘查区地质环境条件及煤系特征的研究,基本查明了勘查区内煤层分布位置、层数、瓦斯含量等指标及采空区的分布特征、空间形态、充填情况及冒落带范围。煤层开采对地层岩体的完整性和稳定性造成极大破坏。     

对富东煤矿采空区积水特征及积水量的估算

富东煤矿井田内及相邻煤矿采（古）空积水对其煤层开采威胁较大,本文从垂向分布与平面分布上对富东煤矿采空区积水特征进行了分析,并估算了矿井内及影响其开采的相邻采空区及采空破坏区的积水量。     

陕北浅埋煤层采空区积水下安全开采技术研究

浅埋煤层上覆采空区水威胁着陕北地区诸多煤矿的安全生产。以陕北地区某煤矿为例,针对该类水害问题进行分析,通过经验公式、数值模拟等方法计算,开采3-1号煤层产生的覆岩导水裂缝带高度至少为66 m,运用类比法及经验公式预计,矿井正常涌水量为163 m3/h,最大涌水量203 m3/h,3-1号煤层上覆采空区积水量约为2.6×106 m3。根据各计算结果,提出"物探先行、钻探验排、先治后采、有掘必探"的安全开采技术方案和思路,为矿井后期制定合理有效的煤层顶板采空区水综合防治措施打好基础。      

白布井田充水因素分析

通过对白布井田水文地质资料的分析研究,认为浅部6上、6中、7号煤层开采时充水水源为顶板进水的长兴组岩溶裂隙水、含煤地层裂隙水、滑坡体中的孔隙水;充水通道主要为裂隙、岩溶管道、导水裂隙带、断层带。井田深部低于白布河水位的各煤层除受上述充水水源影响外,也受河水的影响。开采东北、东南角深部28、33号煤层时,局部还会受下部茅口组岩溶水充水水源的影响。井田属以裂隙、孔隙含水层充水为主,水文地质条件中等的煤矿床。     

双系煤层开采相互影响下的覆岩运动与破坏规律分析

以大同矿区同忻煤矿为例,利用关键层理论、物理探测技术和数值模拟,分析双系煤层开采形成的覆岩运动与破坏规律。研究结果表明：（1）石炭二叠系煤层工作面推进至193 m时,覆岩裂隙带发育高度达到最大为174.7 m;（2）物理探测得到3-5^#煤层开采引起的覆岩垮裂带高度约为180 m,综合理论计算与现场实测,确定覆岩裂隙带发育高度与采厚之比为11.7-12.0;（3）侏罗系煤层开采引起的底板破坏及双系间覆岩软弱夹层的缺失为双系煤层采空区联通进一步提供了条件;（4）侏罗系煤层的开采影响石炭二叠系煤层工作面超前支承压力的分布规律,当石炭系煤层工作面位于侏罗系煤层遗留煤柱下方时,超前支撑压力较无采空区时增大12.4%;（5）研究成果揭示了双系开采相互影响关系,为采取安全开采措施、减弱双系开采相互影响程度提供了科学依据。     

基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术

为避免山西临汾胜利煤矿10号煤层采动过程中受上覆6号煤层采空区透水的威胁,利用板壳理论、断裂力学理论分别建立导水裂隙带高度和底板破裂深度的力学模型,计算10号煤层Ⅰ—Ⅵ区开采过程中导水裂隙带高度分别为46.77 m、48.86 m、56.05 m、56.14 m、56.33 m和55.20 m,6号煤层Ⅰ—Ⅳ区的破裂带影响深度分别为1.57 m、1.14 m、1.85 m和1.26 m。通过构建上覆煤层采空区积水危险性类型的划分准则,对10号煤层采动过程中受到上覆6号煤层采空区积水的危险性进行判定分析,结果表明:6号煤层Ⅰ—Ⅳ区对10号煤层的积水危险性类型均为突水型,会对10号煤开采过程产生安全威胁;6号煤层的不可采区域对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的影响类型为原岩渗透型,对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的回采不会构成危险性。      

煤层开采与1 000 kV特高压输电杆塔地基稳定性影响研究

晋东南至南阳段1 000 kV特高压输电线路途经山西煤田采空区和规划区,为评价规划区煤层开采对已建输电杆塔地基稳定性的影响,根据现场收集的资料、利用FLAC3D数值方法对特高压线路N165输电杆塔下部3号煤层进行开采模拟。结果表明,开采3号煤层将对输电杆塔地基稳定性造成影响,地表最大沉降为3.7 m,输电杆塔基础沿线最大倾斜为9.2 ‰,开采过程中如杆塔基础不采取抗变形措施,杆塔基础倾斜将会危及到特高压输电线路的稳定。     

多煤层开采覆岩移动及地表变形规律的相似模拟实验研究

以离石—军渡高速公路下伏康家沟煤矿采矿地质条件为原型,采用相似材料模拟实验方法,对多煤层开采引起的覆岩移动及地表变形规律进行了研究。相似模拟实验结果表明:多煤层开采条件下,随着煤层累计采厚的增加,采空区"三带"覆岩下沉量和采空区地表沉降量、地表倾斜变形、地表水平位移及地表曲率变形都呈增大趋势,采空区上覆岩体更加破碎,地表变形更加强烈。研究成果可为高速公路下伏多煤层采空区的治理设计提供依据。     

煤矿采空区四维地震特征分析及识别方法:以淮南煤田张集矿区为例

煤矿采空区塌陷是一个重要的地质问题,由于采空塌陷区地震、地质条件的复杂性,传统三维地震勘探探测方法难以准确查明采空区边界.本研究提出一种基于四维地震特征的煤矿采空区识别方法,并以淮南煤田张集煤矿为靶区开展采空区探测.该方法从模型驱动入手,通过建立煤层开采前、后地质模型及进行正演模拟,利用模型地震叠前时间偏移剖面回溯分析...     

山西王家岭煤矿采空区钻探验证分析

以王家岭煤矿首采区物探解释的CK2、CK6采空区为例,分析了采空区物探特征,根据煤矿区地质、水文地质特征,结合小煤窑的分布及开采特征,利用钻探手段对采空区进行了验证。在验证时,主要考虑了钻探、煤层厚度、简易水文、区域含水层水位、裂隙含水层富水性5个方面的影响因素。结果表明,物探解释的采空区是可靠的,并且查明了采空区的起止深度及其积水情况。对煤矿的巷道布设、井下探放水的实施和安全开采具有一定的指导意义。