基于“情景-应对”的矿井水灾事故应急决策机制

为解决矿井水灾事故应急快速反应、高效决策的现场需求,针对矿井水灾事故的不确定性、复杂性和紧迫性等特点,运用多案例分析法,解析了11起典型矿井水灾事故,提出了判别“情景”和事故“情景”两个关键概念,定义了集合{突水水源,突水通道,采掘方式,出水量,淹没范围,生存空间}为矿井水灾事故的情景,并运用AHP分析法计算了6个情景要素各自的权重。确立了“情景-应对”应用在矿井水灾应急决策领域的实现途径,详细阐述了构建情景库、案例库、对策库的方法以及“情景-应对”型矿井水灾应急决策方案的生成过程,并提出了以“黄金72小时” “8天8夜”为时间节点的多阶段矿井水灾事故应急决策机制,案例推演应用表明,该应急决策机制不仅规范了事故应急流程,而且实现了精准、快速、高效的目标。     

辛安煤矿1402工作面临空窄煤柱采掘响应及动态加固

随着我国煤炭资源去产能整合煤矿的增多,复采工作面临空窄煤柱采动失稳问题日益凸显,已严重制约矿井安全高效生产。为此,针对辛安煤矿复采1402工作面辅运巷道5号钻场临空窄煤柱稳定性控制的工程难题,运用数值模拟与理论分析相结合的方法,探究5号钻场临空窄煤柱稳定性采掘扰动响应特征,提出5号钻场临空窄煤柱动态注浆加固技术方案并开展现场应用和效果检验。研究结果表明：1402工作面辅运巷道掘进对5号钻场临空窄煤柱稳定性影响较小;在1402工作面回采期间,距5号钻场18~6 m范围,临空窄煤柱集中垂直应力由非对称马鞍形分布逐渐过渡为拱形分布;距5号钻场6 m时,临空窄煤柱承载叠加垂直应力超过煤体强度,塑性区完全贯通,极易破坏失稳;现场采用MP364型注浆材料及专用注浆设备对5号钻场临空窄煤柱前后5 m区域进行加固,动态注浆始终超前工作面10 m,通过深孔窥视和气体监测手段验证临空窄煤柱良好的封堵固化效果,保障了工作面安全回采,为我国整合矿井类似条件下煤柱稳定性控制提供借鉴和参考。移动阅读     

露天煤矿截水帷幕效果检验方法及截水效果分析

某露天煤矿为减少矿坑疏排水量,通过施工截水帷幕切断矿坑北侧河流补给通道。根据现场施工条件,采用低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆、咬合桩4种工艺构建截水帷幕。为检验施工过程中露天煤矿截水帷幕的效果,针对低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆等3种截水帷幕工艺,进行了4次围井试验。试验结果表明,在露天煤矿深厚砂卵石层动水、低温条件下,低强度抗渗混凝土地下连续墙、HDPE防渗膜、超高压角域变速射流注浆帷幕均具有良好的截水效果,渗透系数分别达到8.34×10^-7、6.28×10^-7、7.85×10^-7 cm/s,与原材料室内实验得出的渗透系数基本吻合。在4种帷幕工艺的共同作用下,露天煤矿矿坑疏排水量显著减少,围井试验在截水帷幕施工过程中具有良好的效果检验作用。     

红庆梁煤矿地应力场特征及巷道稳定性分析

针对红庆梁煤矿回采巷道变形严重问题,采用空心包体地应力测量方法对红庆梁煤矿3-1煤的地应力进行了实测,获得地应力场分布特征。应用地质动力区划法划分红庆梁井田Ⅰ—Ⅴ级断裂构造,应用“岩体应力状态分析系统”,进行应力区划分和巷道稳定性分析。研究表明：红庆梁煤矿地应力场属于以水平压应力为主导的水平构造应力场,地应力场方向对巷道稳定性影响较小;井田范围内共划分4个应力区：低应力区、正常应力区、应力梯度区、高应力区,分别占井田面积的5.9%、55.7%、27.0%、11.4%;应力大小是影响巷道稳定性的主要原因,致使处于应力梯度区和高应力区内的巷道变形严重。地应力场的分布特征分析和应力区的划分对红庆梁煤矿及类似条件矿井的采掘部署和支护设计具有重要作用。移动阅读     

缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地模型

为准确描述地表沉陷盆地分布形态,基于幂指数函数模型,结合缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地的特征,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,建立适用于缓倾斜煤层走向长壁式工作面的沉陷盆地模型,分析模型参数的影响因素及参数的变化规律,并验证模型的适用性和预计精度。研究表明：模型参数n反映下沉盆地底部范围大小,主要与采动程度有关,取值范围为1~3,其取值精度取决于观测点个数;参数k反映下沉盆地边缘的收敛速度和下沉影响范围,主要与采煤方法、顶板管理方法及松散层厚度有关,其值可通过地表最大下沉值或煤厚进行确定;在对常村煤矿地表沉陷进行预计时,预计值与实测值的差值平方和为3.08×10⁶,中误差为267.59 mm,为最大下沉值的6.47%。研究缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地模型旨在对常村煤矿地表沉陷的预测和预防工作提供理论基础。     

硫多金属矿床开采对水环境的影响——以福建大田地区矿产开发为例

闽西大田地区矿床采选冶活动对水土生态环境系统造成了严重的破坏,矿区采选矿废水pH值、SO4^2-浓度远远超过水环境标准,选矿废水和接纳采选矿废水的河流水体中Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd的含量大部分超过地面5类水标准,少部分超过4类水标准,矿区采选矿业废水是地表水金属污染的重要源头。矿业废水pH值与金属Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd的含量具有明显的负相关关系,SO4^2-浓度与金属离子Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd浓度具有较一致的变化规律。提出整治硫多金属矿山环境污染,应坚持因地制宜、矿业资源开发与环境保护并重的方针,用石灰石碱性中和酸性废水,隔离覆盖尾矿矿堆,对废弃矿山植树种草进行生态修复,对效益低下的开采矿山退矿还林,对严重环境污染的矿山实行关闭,对新开矿山要进行科学规划开发。     

西湖凹陷平湖组碳酸盐胶结物形成机制及其对储层的影响

碳酸盐胶结物是西湖凹陷平湖组储层砂岩中含量最多,对储层质量影响最大的自生矿物。通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、元素成分分析及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,偶见菱铁矿。碳酸盐胶结物的碳同位素（δ¹³C）值分布范围较集中,为-7.80‰～1.40‰,平均值-2.11‰,氧同位素（δ¹⁸O）值整体偏负,为-19.26‰～-9.99‰,平均值-13.79‰。据胶结物碳氧同位素分析恢复古盐度Z值及测算古地温判断碳酸盐胶结物的成岩流体主要为淡水水体,存在部分海水的影响;碳主要来自湖相碳酸盐岩溶解的产物和有机质成熟过程中排放的有机酸。不同类型和时期形成的胶结物对储层影响不一,白云石和大部分方解石形成在中成岩B期堵塞喉道,对储层起破坏作用,但成岩早期靠近不整合面受到了大气淡水影响的方解石对储层影响是保持性的;而埋深较浅,形成温度低的铁白云石对储层起建设性作用。     

徐宿弧形构造对袁庄矿矿井构造的影响机制

以徐宿弧形构造西部外缘带中段闸河复式向斜北部的袁庄矿地质构造为主要研究对象,探讨了徐宿弧形构造对闸河向斜和袁庄矿矿井构造形成的影响机制,并分析了各级构造对煤层、瓦斯及岩浆岩的控制作用。研究表明:在徐宿弧形构造背景下,闸河向斜构造虽处于应力集中区,但因石炭-二叠纪地层软弱,故闸河向斜褶皱发育,逆冲断裂却很少,这与向斜两侧的逆冲断裂系形成鲜明对比;袁庄矿矿井构造秉承了闸河向斜构造特征,以褶皱为主要构造形式;煤层赋存、瓦斯含量及岩浆岩等开采地质条件的特征明显受各级构造形式的影响。研究认为,不同尺度下的各级构造有一定的相似性,但又有各自独有的特征,因此在多级次构造研究中,在考虑区域构造背景的同时还应重视次级构造自身条件的研究。     

京西地质构造对矿井动力灾害的影响

研究京西(燕山西段及北京西山地区)区域地质构造及其演化对煤层的赋存控制作用,对揭示京西煤矿矿井动力灾害发生的动力学背景具有重要意义。从京西煤田内矿井动力灾害发生的区域构造背景入手,结合构造应力场分布特征,利用地质动力区划构造凹地反差强度评价方法,对具备发生动力灾害条件的矿井给出量化评价指标。通过分析确定,京西煤田开采矿井具备发生矿井动力灾害的动力环境,这对指导矿井安全开采具有现实意义。     

采动诱发滑坡的变形机理及治理设计研究

以山西某大型煤矿工业场地滑坡勘察与治理工程为例,分析了地下采矿对古滑坡稳定性的影响及复活机理:即采动变形降低了滑坡体土层的力学强度; 采动拉裂缝为地表水和雨水的下渗提供了渗透路径,导致滑带土发生软化; 滑坡前缘的采空移动变形对滑坡体起着牵引作用。采用工程地质测绘、钻探、物探及实时GPS监测系统等综合手段确定了滑坡周界、滑动面及滑动主方向与变形速率; 根据滑坡的空间形态、物质结构及变形特征对该滑坡体在空间上分区、剖面上分级,并据此设计了分区治理、分级支挡和留设地下抗滑煤柱等的滑坡治理方案。监测资料表明,经治理后的滑坡处于稳定状态。