采煤工作面底板突水的预测预报方法

采煤工作面底板突水预测、预报是在工作面采动过程中,通过监测煤层底板岩层内部一些参数值变化来分析、预测底板突水的可能性。本文着重介绍了该方法的基本原理和实际应用。     

基于GIS的煤层底板突水预测理论模型

以分析煤层底板水文地质条件、突水因素,突水机理为切入点,介绍了应用GIS技术进行煤矿底板突水预测的方法和步骤,并以太原东山煤矿为例,建立了预测煤层底板突水的多因素突水模式,对突水危险性进行了预测分区,取得了较好的效果,为煤层底板突水预测预报提供了一条新的途径。     

底板突水预测专家系统研究

运用专家系统方法,考虑到影响突水的多方面因素,融入预测预报领域知名专家的防治水经验和知识,建立底板突水预测专家系统,从而提高预测预报的成功率与准确性。     

基于GIS和脆弱性指数法的矿井底板突水危险性评价

为了评价潘北煤矿A1组煤底板突水危险性,分析了影响该矿井煤层底板突水的主控因素,利用GIS软件强大的空间分析功能,对影响矿井煤层底板的各个主控因素建立空间分布专题图;利用脆弱指数法建立主控因素体系,并确定各个主控因素对底板突水危险性贡献的权重,将各个主控因素进行无量纲处理后按照权重进行复合叠置,在定量化的基础上对矿井底板突水危险性进行分区,将底板已有出(突)水数据与分区结果比较,结果表明,脆弱性指数法可以客观、定量、有效地评价煤层底板突水危险性。     

微震监测技术在煤矿突水监测中的应用

为了解决每层地板破裂产生微震,而监测震源是确定突水部位这一关键问题,采用微震监测技术在峰峰矿区梧桐庄煤矿进行了底板突水预测试验研究,发现微震规律符合煤层底板"递进导升"的突水机理。根据监测结果,反求力学参数,模拟开采,就可以预测下一步可能破裂或微震的发生部位,进而实现突水的预测预报。该技术对煤矿安全高效生产有重要的意义和良好的应用前景。     

基于裂纹扩展的含隐伏断层底板突水评价

 为研究承压水上开采时含隐伏断层底板的安全性,根据断裂力学理论建立导水断层活化扩展的理论模型。将煤层底板看做半平面无限体,把底板中含水层顶部以上的隐伏断层建模为有限宽度板条的倾斜边缘裂纹。根据采场底板的支承压力分布规律,将其简化为若干分段线性载荷加载至底板,纳入断层产状、断层在底板中埋深、工作面推进距离、含水层水压、断层面摩擦角等各种参数,推导得到底板内任意一点的应力公式。将其应用到隐伏断层面上各点,综合考虑各点法向应力、剪应力对裂纹活化的影响,计算得到采动条件下断层面上的有效切应力分布。该有效切应力剔除了裂纹面上摩擦效应对压剪裂纹扩展的影响,将其代入断裂力学相关公式,计算得到隐伏断层前缘的应力强度因子,最后通过定义突水安全指数建立了底板突水判据。以某矿带压开采工作面为例,根据相应水文和地质资料,计算得到在工作面推过隐伏断层的整个过程中断层活化突水危险性的变化规律,所得结论与工作面现场微震监测数据相符,即当工作面推进至采空区位于隐伏断层正上方区域时,断层面承受有效剪切最充分,剪切应力强度因子最大,突水安全指数达到峰值,这与现场微震监测结果中显示的在该推进阶段中,原有隐伏断层附近派生裂隙集中出现、突水危险性最高的结果相符合。     

采场变形破坏的三维固流耦合模拟实验研究

介绍了大型三维固流耦合模拟试验台(3 m×2 m×2 m)、相应的辅助设备及其功能,并对太原市东山煤矿承压水上采煤进行了模拟研究,通过实验过程中采集到的大量数据、拍摄的照片、微型监测仪的录象,分析了开采过程中采场顶底板的变形及其破坏过程、应力及其水位的变化规律、断层对矿井突水的影响等。为进一步实施矿井突水实时监测预报提供必要的理论依据,为控制采场及采场内水、瓦斯的流动、扩散提供切实可行的理论依据与实施方法。     

采动岩体渗流与煤矿灾害防治

针对煤矿采动破碎岩体高渗透、非Darcy流等特性,利用自行研制的渗流试验装置进行渗透性测试,并在此基础上建立了能够描述采动岩体渗流非线性和随机性特征的渗流理论.以采场底板隔水关键层力学模型为基础,建立了以采动岩体渗流失稳为突水判据的预测预报体系.分析了综放工作面瓦斯涌出规律及采空区瓦斯运移规律,开发出治理高产高效综放工作面瓦斯超限的J型通风技术.     

基于GIS的金属矿巷道突水预测

突水事故是地下开挖工程中常见的工程事故,为保障矿区的安全开采,以金属矿地下巷道为研究对象分析突水的主要影响因素,建立基于GIS和BP神经网络的脆弱性指数突水预测模型,并进行金属矿井突水预测.研究结果表明:金属矿巷道突水是多因素共同作用的结果,影响金属矿巷道突水危险性程度由大到小的因素依次是采动影响、断层、充水含水水压、巷道围岩防突性能和充水含水分布特性;巷道中严重的突水灾害易发于充水含水丰富且距离采场近的区域,并且与距断层的距离、充水含水水压和巷道围岩防突性能密切相关.     

基于GIS保德煤矿8煤层底板突水危险性评价

为了准确评价保德煤矿下组煤煤层底板奥灰水突水危险程度,以8煤层开采为例,分析确定了煤层底板突水的各主控因素,通过建立AHP模型计算得出各主控因素权重.并在此基础上得到基于GIS的脆弱性评价模型,对8煤层底板突水危险性做出评价并分区,然后与传统的突水系数法进行比较分析.结果 表明,相对于传统的突水系数法只考虑了水压和隔水层厚度两个影响因素,基于GIS的脆弱性指数法更能反映不同区域的相对脆弱情况,更加符合实际情况.     

矿山压力对煤层底板破坏深度的数值分析

随着煤炭资源开采深度加大,带压开采已经成为我国深部矿井普遍应用的一种采煤方法,这样面临的煤层底板突水问题变得更加集中。突水系数理论作为评价带压开采煤层底板突水危险性的主要依据,因矿山压力导致煤层底板破坏深度的确定对得出可靠的突水系数值显得尤为重要。本文根据城郊煤矿的开采实践,利用F-RFPA2D软件对煤层底板破坏深度进行数值模拟分析,动态再现煤层底板破坏过程,并得出在不同矿山压力过程中对煤层底板的破坏深度。     

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。     

刘桥二矿高承压水上开采试验研究

在淮北地区承压水上开采煤层的经验基础上,结合刘桥二矿实际,设计刘桥二矿以6112、6113、652工作面为代表的高承压水上初步试验开采.通过对试验开采的实践总结,对承压水上安全开采煤层的可行性进行了有益探索,对承压水上开采煤层时,底板涌水形式及其实质进行了深刻分析,试验开采经验对其它矿区类似条件下的承压水上开采具有现实的借鉴意义.     

峰峰集团羊渠河矿8634工作面底板突水安全性的模糊综合评价

矿井底板突水是影响安全生产的重大问题，运用煤矿安全数学理论，采用模糊综合评价的方法，对8634工作面带压回采底板出水的安全性，进行了具体的分析与评价，为工作面安全回采提供了重要的决策依据。     

判别分析法在太原西峪煤矿底板突水预测中的应用

提出了利用底板突水的两个因子(各钻孔隔水岩柱的实际厚度和作用于隔水岩柱底板的水压值)判别突水与否的数理统计方法,以此评价带压开采条件,做出一般突水与不突水两级判别,为煤矿安全生产提供了第一手的资料。     

复杂条件下煤层底板突水防治对策探讨

根据我国华北岩溶矿区大采深、高水压、高应力的复杂条件现状,从降低奥灰水压、提高煤层底板阻水能力和减小煤层底板破坏度三个层面探讨了防止煤层底板突水的对策,并对各种对策在实际运用时的适宜性进行了分析,提出了以奥灰局部降压、底板注浆加固、充填开采、奥灰顶部局部注浆加固相结合的综合防治水对策,对我国复杂条件下实现深部煤层开采具有重大现实意义。     

高承压水体上开采底板岩层变形特征研究

在承压水体上开采时,煤层底板突水过程是一个复杂的非平衡、非线性的演化过程。结合朱庄煤矿3629工作面实例,利用理论分析、相似材料模拟研究方法探讨了高承压水体上开采底板变形规律,解析煤层底板隔水层在采动矿压及底板含水层水压的复合作用下的破坏深度、应力传播特征、底板突水极限压力,并将解析解应用于朱庄煤矿3629工作面底板突水预测的实际工程中,取得较好的实际应用效果。     

辛置煤矿10409工作面底板破坏特征

根据辛置煤矿底板下三带的现场测试成果,分析了开采煤层底板破坏带厚度、阻水性变化以及破坏带时空特征,提出了评价带压开采的最小临界突水系数,为辛置煤矿带压开采评价提供了符合实际的评价依据,成果可为其它矿井借鉴采用。     

炉峪口煤矿奥灰岩溶水对矿井充水的影响评价

分析了炉峪口煤矿8号、9号煤层的带压开采现象,根据煤层底板突水系数,对带压开采煤层安全区和危险区进行了划分,为煤矿安全生产提供可靠的地质资料。