基于GMS的煤层底板导水陷落柱危险源效应模拟

煤层底板导水陷落柱穿过底板砂岩或薄层灰岩含水层时,必将发生水压、水温和水质等水文地质效应。运用GMS和FlowHeat软件建立煤层底板圆状导水陷落柱危险源的地下水流、溶质运移模型和热传导模型,对其水位、溶质和温度迁移规律进行预测分析。数值模拟表明,水压传递速度最快,温度扩散次之,溶质弥散最慢。煤层底板圆状导水陷落柱的水位、水质和水温均以危险源为中心呈椭圆状向四周扩散,危险源处的水压、浓度和温度闭合等值线数值均最大,通过底板导水陷落柱危险源效应检测的应用,证明水位、水质和水温效应都能够检测得到,为水害预报和危险源定位提供依据,但新生导水陷落柱危险源的水质、水温效应不明显。     

复杂水文地质条件下煤层底板水害综合治理技术

峰峰集团有限公司梧桐庄煤矿182106工作面回采受陷落柱、底板承压含水层及断层出水威胁，水文地质条件异常复杂，为防止工作面回采期间底板突水，梧桐庄矿实施了地面注浆封堵陷落柱，工作面底板注浆改造，断层导含水性探查并注浆加固等防治水工程，实现了工作面的安全开采。并取得了一系列的技术成果。     

梧桐庄煤矿导水陷落柱的计算机辅助辨识

隐伏导水陷落柱的辨识一直是梧桐庄煤矿,乃至华北型煤矿水害防治的难题,因此寻求导水陷落柱的辨识方法,防止恶性突水事故的发生,便成为该矿安全开采的关键.本文通过对矿区水文地质条件、温度场、应力场的详细分析,建立了水源判别模型,探索了一条水文地质复杂型矿山导水陷落柱辨识的途径,并成功地识别了1号和3号强导水陷落柱,避免了两次突水淹井灾害.     

任楼煤矿隐伏导水陷落柱的快速判识与探查

1996年任楼煤矿首采面曾因隐伏导水陷落柱突水，引发淹井灾害，造成3．5亿元的重大经济损失。治水复矿后，1999年又在7218工作面机巷迎头出现淋水，初始水量不大，但依据水温、水质快速判识突水通道是隐伏导水陷落柱，运用物探和钻探相结合的综合探查方法确定了陷落柱位置，为地面布孔注浆彻底封堵陷落柱提供了保证，避免了一次重大突水淹井事故。     

煤矿采空区积水水源的识别研究

为了能够准确判别采空区积水水源,以陕西黄陵二号煤矿为例,在各含水层水质分析的基础上,运用模糊综合评判法和水化学特征分析法准确判别出采空区积水的水源。研究认为,在每个含水层采集了3个水样,共计18个,并对各含水层水样的K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO~-_3、CO_3~(2-)、Fe~(3+)、Fe~(2+)各种阴阳离子进行了水质分析化验,在此基础上,选取各水样阴阳例子浓度指标作为分类因素进行模糊综合评判,依据最大隶属度原则来确定积水水源,其结果为采空区积水来自侏罗系延安组含水层。对各含水层水样进行水化学特征分析,并绘制水化学背景Piper三线图和水源判别Piper三线图,发现采空区积水水源以侏罗系直罗组和延安组含水层为主。再者,顶板导水裂隙带是采空区充水的主要途径,导水裂隙带绝大部分在延安组发育,少数区段发育至直罗组底部。立足模糊综合评判法和水化学特征分析法,结合导水裂隙带发育高度,得出采空区积水主要水源是侏罗系延安组含水层,次要水源是侏罗系直罗组含水层底部。     

许疃矿32块段出水水源Fisher识别分析

鉴于许疃矿32块段3222切眼持续突水,为了快速有效地判别出该矿出水点的水源类型,为该矿防治水措施的制定提供科学依据,通过利用所收集的许疃矿32块段不同含水层常规水化学数据和与其具有相同水质单元的任楼矿部分水化学数据,依据各含水层地下水化学组分情况,最终选取了7种能够区分各含水层类型的水化学指标,并借助SPSS软件建立了许疃矿突水水源的Fisher识别模型。训练水样的判别结果经回估后发现,该模型在许疃矿水源类型的判别中正确率高,表明此模型在许疃矿水源判别中效率较好,可作为许疃矿矿井突水时快速判别水源类型的一种依据,对该煤矿日后安全生产具有一定的实际意义。最后对许疃矿出水点待判水样进行科学判别,判别结果为:所有待判水样均为砂岩水。另外,论文中许疃矿水源判别模型建立时未考虑各含水层混合后的情况,因此该模型还可作进一步研究。     

常村煤矿N2-7陷落柱及其水源分析

常村煤矿N2-7皮顺巷掘进过程中发生涌水,经探测证实是陷落柱涌水。通过对陷落柱涌水的涌水量类比,利用水质及同位素判别,结合矿区地质、水文地质等多种因素综合分析,判定了常村煤矿N2-7陷落柱的涌水水源不是奥灰层含水,而是上部砂岩水,从而为矿井的防水、堵水的设计与施工打下了基础。     

常村煤矿N2—7陷落柱及其水源分析

常村煤矿N2—7皮顺巷掘进过程中发生涌水，经探测证实是陷落柱涌水。通过对陷落柱涌水的涌水量类比，利用水质及同位素判别，结合矿区地质、水文地质等多种因素综合分析，判定了常村煤矿N2—7陷落柱的涌水水源不是奥灰层含水，而是上部砂岩水，从而为矿井的防水、堵水的设计与施工打下了基础。     

陷落柱赋存特征与导水性模拟研究

依据陷落柱形成机理和过程,采用UDEC软件模拟计算了陷落柱在不同直径时的充填特征,模拟结果表明:当陷落柱直径较小时,陷落柱内岩体呈现不规则塌落,陷落柱体本身可能成为导水通道;陷落柱直径较大时,陷落主内岩体可能呈整体塌陷,完整性较好,陷落柱周边裂隙带可能成为导水通道。陷落柱周边形成应力增高区,且应力集中系数及影响范围随着陷落柱的规模增大而增大。在陷落柱形成过程中,其上部可能形成一定规模空洞,可能产生积水现象,因此在回采过程中对陷落柱的上下方都应加强探测。     

岱庄煤矿4325工作面陷落柱导水性研究

为了解决岱庄煤矿4325工作面顺槽在掘进过程中揭露陷落柱的形态、含水性、透水性等实际情况,在分析4325工作面的水文地质条件的情况下,采用EH-4探测、坑透、井下钻探的方法,并分析了陷落柱与含水层之间的水力联系。分析结果表明:陷落柱的形态在平面上是形状是近规则椭圆形,半长轴20 m左右,半短轴13 m左右;陷落柱顶部以上砂岩含水层具有一定的静储量,但补给量有限;陷落柱与各含水层之间无水力联系,定型为弱充水型陷落柱。其研究结果为4325的安全开采提供了安全保障。     

煤矿地下水化学特征分析及涌水水源判别模型建立

在煤矿的开采过程中,矿井水害是常见的煤矿地质灾害之一,准确掌握地下水化学特征对指导煤矿防治水工作具有重要的实际意义。基于袁店二井煤矿各含水层水质化验资料(离子含量、pH值和矿化度),绘制出各含水层的Piper三线图、Durov图,得出了各含水层的水质类型以及各水化学参数的变化规律。对各离子进行谱系聚类分析,明确了各离子的来源。在上述研究基础上,建立了相应的涌水水源判别模型。研究结果表明:袁店二井煤矿地下水阴离子主要为HCO_3~-和Cl~-,阳离子主要为K~++Na~+,水化学类型以HCO_3~-·Cl--Na~++K~+型为主;其离子主要来源于可溶的钠钾盐以及难溶的碳酸盐岩。比对建立的水源判别模型,对1022工作面集中风巷处水样进行判别,得出1022工作面集中风巷涌水水源为煤系砂岩水。通过此项研究,为以后的矿井防治水工作提供一定的指导作用。     

矿井涌水通道分析

<正>矿井周围的充水水源,开采时能否进入井巷,取决于是否有充水通道。只有充水水源通过充水通道,才能形成矿井涌水。掌握哪种水源是通过哪一种类型的通道和具体渗透路线进入矿井构成矿井涌水,可以为矿井水治理提供依据。矿井涌水通道有构造断裂带、接触带、导水陷落柱、采矿活动造成的裂隙、封闭不良的导水钻孔和岩溶塌陷及"天窗"等。     

滕南矿区岩溶陷落柱分布特征及其控制因素分析

针对岩溶陷落柱导致的突水具有隐蔽性和突发性的特点，为了预防岩溶陷落柱突水，对岩溶陷落柱可能发育的区域加以预测。根据滕南矿区地质与水文地质资料，分析已揭露的陷落柱的分布特征，总结岩溶陷落柱的发育规律。结果表明：岩溶陷落柱分布和发育具有不均匀性，多发育在矿井浅部，以及富水性较强和强径流条件的区域；岩溶陷落柱发育主要受奥灰埋深、奥灰含水层的富水性、地质构造控水条件及奥灰地下水径流条件4个因素的综合控制。在此基础上，构建层次分析评价模型，采用专家打分赋权方法，对4个控制因素统筹考虑，预测未来可能发育岩溶陷落柱的区域，旨在控制和避免煤矿生产中揭露岩溶陷落柱或处理不当而造成灾害。     

梧桐庄矿导水陷落柱的水源辨识研究

岩溶陷落柱作为煤田一种特殊的地质体,不仅影响了煤炭开采过程中巷道布置、巷道稳定性、煤炭开采数量,而且可能引发工作面突水,对井下矿工的生命安全带来严重威胁。本文以梧桐庄煤矿为例,结合矿井水文地质条件及突水水源的水化学特征,建立聚类分析模型、模糊判别模型,对突水水源进行判别,结果显示,成功的预测出陷落柱的存在,并且水质和水温已经成为梧桐庄矿导水陷落柱的辨识依据。这种方法在其它水文地质条件相似的煤矿都起到了很好的借鉴作用。     

太原南峪勘探区陷落柱发育特征及导水问题研究

分析了南峪勘探区构造陷落柱的发育特征及其成因,指出南峪向斜轴部8号、9号煤层处于奥陶系中统岩溶水水位之下,因此存在着陷落柱的导水问题。     

李家楼煤矿离层水害的成因与防治

在东山煤矿集团李家楼煤矿1202工作面老空区短期突水的水源难以确定的情况下,水文地质条件分析否定了原有的陷落柱突水的认识,顶板导水裂隙带的计算确定了2#煤和上覆7.5 m的03#煤开采造成的顶板的复合破裂形成的导水裂隙带高度小于煤层顶板隔水层的厚度,隔水层与上覆厚层砂岩含水层组合具备了离层空间的形成条件,离层空间的底板的隔水层的完整性没有遭到破坏,大气降水给离层空间的充水具备了存储条件。离层带底板的突然破坏是造成突水的根本原因。离散元数值模拟再现了次生离层空间的形成过程,证实了水文地质条件分析的正确性,为以后的防治水工程指明了方向。     

井下瞬变电磁技术在含水陷落柱治理中的应用

鉴于瞬变电磁法在探测含水地质异常体时优于传统钻探、物探的特点,利用其对东庞矿2903工作面突水陷落柱和范各庄矿10#导水陷落柱进行了监测,结果表明,井下瞬变电磁动态监测技术在含水陷落柱注浆治理过程中是一种有效的动态评价方法。     

谢桥矿陷落柱影响区各含水层之间的水力联系研究

在谢桥矿的东翼采区存在1#和2#两个陷落柱,随着该矿向深部二水平拓展,A组煤开采受陷落柱的威胁越来越大,影响区内各含水层之间的水力联系显得越发重要.受陷落柱影响的灰岩地层主要为石炭系太原组、奥陶系和寒武系,本文就从两方面着手,对陷落柱影响区内各灰岩地层和煤系地层与灰岩地层之间的水力联系进行研究,其之间的水力联系情况对指...     

煤矿防治水实用技术及装备

煤矿工业的可持续发展受到煤矿水害事故的严重制约,为了解决这一问题,需要开发和探索煤矿防治水的实用技术和有效的技术方法,并且要研制高精度的探测仪器。本文就将针对不同的煤矿的水害类型,从充水水源特征、导水通道的性质等特征出发,分析巷道穿越断层破碎的管棚支护技术;采空区水探查的装备、技术及防治方法;导水陷落柱探查、治理的装备与技术。对集中典型的煤矿防治水装备和探测治理技术做出探究。     

淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验水质监测成果分析

为了判断桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层富水性及其补给水源,在井下对太原组灰岩含水层实施了放水试验,采取不同放水阶段太原组灰岩水样,对其常规水化学指标进行了测试,并与井田各含水层水化学指标进行了分析对比。结果表明：北八采区太原组灰岩水与井田南部采区新生界松散层第四含水层水以及煤系砂岩水的水质差别较大,与南部采区太原组灰岩水的水化学指标也存在一定的差异,而与奥陶系灰岩水的水化学指标基本一致;并随放水时间的延长,水质更势同于奥陶系灰岩水;北八采区太原组灰岩水与奥陶系灰岩水存在水力联系,接受奥陶系灰岩水的补给。研究成果对该区太原组灰岩水的防治有重要的指导意义。