鲍店煤矿第I区下组煤带压开采条件评价

为了将来下组煤开采,通过对下组煤水文地质的补勘,查明了奥陶系灰岩的水位、水质及富水性,查明了底板隔水岩层的厚度、岩性组合及隔水性．评价了下组煤带压开采条件。     

深部矿井底板岩体阻水性高压注水试验

针对深部矿井底板岩体阻水性问题,以永城某矿二2煤层底板三个层位岩体为研究对象,进行分段高压重复注水试验。研究结果表明,该矿二2煤层底板三个测试段岩体均具有较强的阻水能力,在起始渗流和稳态渗流条件下,抗渗阻力为2.5~3.83MPa/m。渗透系数计算结果表明,初次注水和重复注水时,细砂岩和粉砂岩段渗透性变化不明显,均为微—极微渗透性,高压水扰动并未显著改变该层位岩体渗透性;而砂质泥岩段在重复注水时渗透性有一定程度的增强,但在10MPa以上的高压注水条件下,岩体仍具有一定的阻水性。     

岱庄煤矿11605工作面底板岩层微结构及水稳性

开展受承压水威胁煤层底板岩层成份、微结构和水稳性研究,获取其阻水性能,是煤矿防治水的重要工作.基于岱庄煤矿受高承压水威胁的下组16煤层首采11605工作面煤层底板岩性阻水性实验数据,得到了岱庄煤矿下组16煤层底板不同岩层的组成成份、微结构和水稳性特征,为岱庄煤矿承压水防治提供了科学的计算参数.     

华北型煤田深部开采底板突水机理与区域治理关键技术

通过对华北型煤田邯邢矿区大采深高承压水和下组煤开采条件下9起较典型的煤层底板承压突水实例进行深入系统分析,基于时空4维结构概念,首次提出了"分时段分带突破"的煤层底板突水机理,即从空间上在上组煤2号主采煤层至煤系基底奥灰强含水层之间,以薄层灰岩含水层和因采动影响而产生的各种破坏损伤及原始导升裂隙带等,按阻水能力大小划分11个阻水"分带";从时间上按煤层底板渗水及突水通道形成进程划分4个"时段"。鉴于邯邢矿区矿井深部煤层和下组煤开采受奥灰承压水威胁现状和保水开采需要,提出了奥灰岩溶水上带压开采的"区域超前治理"水害理念、"超前主动、区域治理、全面改造、带压开采"防治水指导原则和底板阻水能力评价方法;相应成功地研发了区域超前治理关键等技术体系,特别是地面多分支水平钻进关键技术研究,取得了很好的安全技术效果,创新了大采深矿井和开采下组煤奥灰水害治理方法与技术,为安全开采受承压水威胁的煤炭资源,保护煤系基底奥灰水环境提供一条新途径。     

煤层底板岩层的渗透特征

为探明不同岩类的岩组渗透性对煤层底板阻水性能产生的影响,通过对16煤层底板主要层位进行伺服渗透试验,分析各底板主要层位的应力一应变、渗透率一应变曲线,研究不同岩石的渗透变化规律,确定了临界抗渗强度和起始渗透率两个重要参数。结果表明：16煤底板泥质岩组、砂岩岩组、灰岩岩组的平均阻水能力换算系数分别为0．031、0．029和0．017。     

章村矿下组煤开采底板奥灰突水影响因素分析

章村矿在向下延伸开采9#煤的过程中,隔水层厚度薄,奥灰承压水头高,面临来自奥灰含水层突水的危险。在分析井田水文地质条件的基础上,着重分析了构造、隔水层岩性组合与厚度变化、底板采动破坏三个因素对奥灰突水的影响,可知奥灰承压水水压的大小和隔水层的有效厚度及其阻水性能是决定底板能否突水最基本的因素,而断裂构造、含水层富水性和矿压则从不同角度起到了激化和促进作用。     

太原西峪煤矿下组煤开采底板奥灰水突水影响因素分析

在论述太原西峪煤矿矿井水文地质条件的基础上,重点分析了构造、底板岩性组合、底板破坏和水压等4个因素对底板突水的影响,指出含水层的富水性和隔水层厚度及结构是决定是否突水的基本因素,水压的大小是底板突水的基本条件,而构造和矿压从不同角度对底板起到了激化和促进作用,是底板突水的决定和控制因素。     

带压开采下组煤底板采动破坏深度现场实测及模拟

以团柏煤矿10#煤层10115综采工作面作为工程背景,研究带压开采下组煤10#煤层底板采动破坏深度。通过对开采前后煤层底面下不同深度岩石段开展压水试验,测取不同水压下的进(侵)水量,获得了大量的压水实测数据,同时采用F-RFPA2D分析系统模拟整个采场开挖对底板隔水岩层采动破坏规律及其深度,最后将现场实测数据与数值计算结果进行对比分析。研究表明,煤层开采所引起的底板直接破坏深度为9.5 m,底板采动最大破坏深度为12 m左右;运用F-RFPA2D模拟分析得出,老顶板初次来压步距为40 m,周期来压步距在12~16 m,当工作面推进至84 m时,底板破坏深度达到最大值12 m,该结果与现场测试结果基本吻合,同时验证了实测数据的可靠性和有效性。综合结果分析可知,团柏煤矿10#煤层底板采动破坏最大深度为12 m,该结论可为团柏煤矿带压开采下组煤水害防治提供参考依据和科学指导。     

煤层底板破坏深度的综合测试方法

在奥陶系灰岩岩溶承压水上带压开采时,用综合方法进行了观测,在室内做了相似材料模拟试验,得到了不同情况下的放(注)水规律;底板岩层水平及垂直方向受力情况;附加最大剪应力值;主压力方向;应力分布曲线;底板位移曲线及底板裂隙发育状况等,从而确定了底板破坏深度。     

基于宁波大榭岛熔结凝灰岩地区的压水试验改进

压水试验是测试深部岩体渗透性的重要方法之一。通过改进压水试验,如安装推拉阀门精简设备,在试段内安装探头直接测取试段压力,在压水泵和压力计之间安装水阀将压水试验转为脉冲试验等,在宁波大榭岛致密凝灰岩地区进行试验,对比分析了改进前后的测试效果。结果表明,理论计算的试段压力与实际存在一定差异,使用探头获取的试段压力排除了管损压力、孔内水位变化等因素的干扰,使得渗透系数的计算更准确;在低渗透性试段内,脉冲试验能测得小于1.0×10~(-5) m/d的渗透系数,更加精确。这些改进提高了压水试验的效率和精度,并拓展了试验设备的应用范围,对于岩体渗透性评价具有一定参考价值。     

煤层底板突水模式及机理研究

为了阐明不同地质条件下煤层底板突水机理,划分了3种突水模式:正常岩层底板突水模式、断层裂隙带突水模式、陷落柱突水模式.针对不同模式分析了突水机理.正常岩层分为厚板微观压裂导升、薄板宏观整体破断导水2种突水模式;断层裂隙带包含4种突水模式.断裂直通式、断裂影响承压水导升带式、断裂影响底板破坏带式、断裂影响底板破坏带与裂隙导升带式;陷落柱突水模式分薄板理论子模式、剪切破坏理论子模式、厚壁筒突水子模式和压裂突水子模式等4种子模式.尽管模式不同,但都能统一归结为厚板微观压裂导升、薄板宏观整体破断导水2种最基本的突水机理.     

压水试验在新建铁路隧道勘察工程中的应用

为隧道设计施工提供地质依据,必须详细查明新建铁路隧道断层带工程性质,岩体完整程度,含水或导水性、富水性程度,地下水对砼的侵蚀性等,分析水文地质条件以及综合测井水文地质试验。铁路工程勘察中的压水试验,主要是为了探查岩层的裂隙性及渗透性,适用于含水层埋藏较深,抽水试验有困难时采用;     

沥鼻峡背斜煤层气富集的水文地质控气特征

通过对沥鼻峡背斜地层含水性、隔水性、地下水流向及其水化学特征的研究,得出了该区地下水的径流特征及其水力联系,并据此研究了该区水文地质对煤层气富集的控制规律.研究表明,沥鼻峡背斜矿区属断块型背斜水压封闭气藏.本区浅部含水层由大气降水控制,地下水径流活跃,就近排泄,对煤层气基本无影响;中部地层含水性弱,水流滞缓,对煤层气具有顶底板水网络状封闭作用;深部地层含水性弱,水流停滞,对煤层气具有底板水网络封闭作用;断层大多为上部导水、下部阻水的逆断层,上部断层水对煤层气具有压力封堵作用.此外,岩性封闭对煤层气的富集也起到了积极的作用.     

应力应变法在底板破坏深度测试中的应用

文中针对轩岗矿区刘家梁煤矿受底板下伏奥陶系灰岩岩溶裂隙水威胁的情况,指出当前底板突水防治成为矿井防治水的主要工作任务,需要探查回采工作对底板的破坏程度。通过采用应力应变法进行底板破坏深度测试,利用混凝土的破坏时产生的极限应变作为判断底板岩层破坏深度的依据,得到综放开采条件下采场底板破坏深度为13 m,为合理评价带压开采条件下8416工作面底板突水提供了可靠的数据支撑。     

煤层工作面底板水害条件探测实验研究

为提高煤层工作面底板岩层赋水的探测精度,构建探测物理模型,采用并行直流电法技术对底板水害地质条件进行探测模拟实验,连续观测底板岩层含水条件变化时其电性剖面动态特征。结果表明,随着钻孔注水量的不断增加,低阻区域逐渐明显。该结果可以精确显示岩层不同深度赋水情况,为现场探测提供指导。     

富煤三矿四矿区水文地质条件分析

根据富煤三矿四矿详查资料,通过分析矿区水文地质条件,据岩层岩性、富水性、地下水的埋藏条件以及含水介质类型等特征,区内地层分为5个含水层和3个隔水层,煤层赋存于上二叠统长兴、龙潭组地层中,为弱裂隙含水层,夹在飞仙关组和峨嵋山玄武岩组两相对隔水层中,未来开采矿井主要充水因素为煤系和卡以头地层中地下水对煤层的直接充水,以及断层导水,对矿井影响相对较大,加强对矿区水文地质条件和防治水分析研究,逐步实施煤矿水患的防治,保证煤矿的可持续发展.     

高水压底板突水通道形成与演化过程

基于对高承压水、岩层性质诱发底板突水机制的认识,针对高承压水上采煤的岩体力学模型,应用FLAC3D数值分析软件分析了高水压影响下采场底板随工作面推进的突水通道形成与动态演化过程。通过对不同底板水压和隔水层的模拟,验证了在应力场和渗流场耦合条件下底板破坏过程和突水通道形成演化规律,数值分析结果表明:底板突水通道的形成过程也是底板破坏的过程,是应力场与渗流场耦合条件下共同作用的结果,突水通道的形成与演化过程受水压、隔水层性质等因素影响,水压大、隔水层岩性较差、工作面推进距离大,则有利于通道形成与演化。     

层间岩层厚度对上组煤的影响分析

下组煤的开采直接影响着上组煤及其顶底板的稳定性,层间岩层厚度及岩层垮落特征是能否进行上行开采的关键因素。以山西省吕梁某矿4号煤层与42采区煤层层间岩层为背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,研究层间岩层厚度变化对层间岩层及其垮落特征的影响,以便确定42采区上组煤层开采的可行性。结果表明:当层间岩层厚度为18.2～28.2 m时,42采区煤层位于4号煤层裂隙带,顶底板较完整,可进行上行开采,同时在4号煤层采空区边界上方出现悬空结构,上行开采时应采取底板充填、调斜工作面等措施以避免矿压灾害的发生;当层间岩层厚度为10.2 m时,42采区的煤层位于4号煤层规则垮落带与裂隙带的交界处,42采区煤层及其顶底板遭受严重破坏,不建议开采;当层间岩层厚度为10.2～18.2 m时,42采区煤层处于4号煤层裂隙带,但裂隙较发育,需采取一系列安全技术措施或延长间隔时间,方可进行开采。该研究可为类似条件下的上行开采可行性分析提供理论依据与工程参考。     

范各庄矿12煤底板突水过程模拟分析

为了研究范各庄煤矿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,以范各庄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,通过对损伤区分布、应力场和渗流场的演化进行分析,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探讨。结果表明:12煤顶板突水问题取决与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负相关关系,随着水压的增大突水越易发生。该研究对12煤底板突水预测与防治提供了理论依据。     

渗流-应力-流变耦合作用下破碎带砂岩渗透演化规律试验研究

膝状挠曲破碎带是一些水电站坝基的主要工程地质问题。破碎带岩性为完整性较差的软弱砂岩,直接关系到坝基的变形和稳定。基于破碎带砂岩组织结构疏松、含水率较高、物理力学性能较差等特点,对渗流-应力耦合作用下流变过程中的岩石渗透特性进行测试。分析应力-应变过程中的渗透规律,研究流变过程中渗透系数演化规律,探讨渗透性演化破坏机制。得到轴向、环向和体积变形对渗透系数的影响及围压和孔隙压力对渗透特性的影响规律。结果表明:初始加载导致渗透系数快速减小,并随着非线性变形增加降低程度逐步趋缓;且环向变形比轴向变形更能灵敏地反映渗透系数演化规律;岩样非均质性引起孔隙度略有不同,加载作用导致渗透系数随时间变化存在部分波动,但整体呈线性降低;稳态流变阶段渗透系数恢复至平缓下降,说明波动对渗透系数的整体演化无显著影响,且围压增加导致渗透系数降低。