承压水体上开采Ts-q双因素安全评价方法研究

淮北矿区位于华北煤田东南缘,属华北型煤田,临涣、涡阳矿区位于该矿区南西块段。该区开采的二叠系下统山西组10煤层受下伏太原组灰岩水突水威胁。通过研究淮北临涣、涡阳矿区构造地质及太灰水文地质条件,界定了太灰含水层高承压弱富水的水文地质特征。经统计分析淮北、肥城等矿区200多个突水点突水系数与隔水层厚度、含水层钻孔单位涌水量之间的关系,提出了Ts-M、Ts-q承压水体上开采突水系数安全评价方法,解决了煤矿深部承压水体上开采安全评价依据不充分、防治水工程量大等问题。     

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。     

潘二煤矿沿Ⅳ勘探线地下水化学成分空间分布特征研究

准确掌握煤矿地下水水化学成分,查明不同含水层地下水的水化学类型和离子空间分布特征,对矿井突水水源快速判别和水害有效防治具有重要意义。文章基于潘二矿的地下水水质资料并结合矿井水文地质条件,采用Piper三线图和直方图对其地下水水化学空间分布特征进行分析。结果表明,在垂向上灰岩含水中的K^＋＋Na^＋、HCO3^-浓度和煤系水中的Cl-浓度随深度增加先减后增,煤系含水层中的SO1^2《浓度随深度增加而增加;水化学类型由HCO3·C1-Na＋K渐变为C1Na＋K。根据水化学成分的变化规律,可以区分各层突水水源,为正确判别矿井突水水源提供可靠依据。     

基于水化学特征分析的矿井突水水源判别

为了能够准确并快速地判别煤矿突水水源位置,采用基于水化学特征的判别分析法,对矿井突水水源进行综合评判。即利用突水点的水化学分析指标离子的检测值与以往收集的各个主要含水层的水化学指标离子本底值,通过利用判别分析方法,建立各含水层的判别模型,再将突水点的水样离子浓度带入判别模型,判定突水水源。判别分析结果表明,采用这种方法判别突水水源,,判别精度较高、方法简单易操作、节省时间。     

皖北矿区地下水稀土元素地球化学特征研究

矿井突水是煤矿开采中经常遇到的地质灾害,严重威胁着煤矿的安全生产。为了快速判别突水水源,利用皖北宿(县)—临(涣)矿区生产矿井地面水位长期观测孔、井下放水孔以及井下出水点等处分别取新生界第四含水层、煤系砂岩裂隙含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层的42个稀土元素水样。采用现代统计学中的因子分析方法对矿区稀土元素的水文地球化学特征进行研究。提取了两个特征值大于1的公因子,两个因子的累计方差贡献率达到了93.055%,能够较全面的解释宿-临矿区大部分含水层的水化学信息;建立了用稀土元素作为分析变量判别突水含水层水源的Bayes模型,判别率高达93%,判别结果与因子分析结果相符。研究成果为煤矿开采中的突水水源判别提供了新的科学依据。     

基于水化学特征分析的象山矿井突水水源判别

为能够快速的、准确的识别矿井突水水源,减少煤矿人员伤亡和经济损失,以象山煤矿为例,应用Piper三线图法对井田内3组基岩含水层(奥陶系灰岩含水层、石炭系砂岩/灰岩含水层、二叠系砂岩裂隙含水层)中水质类型进行划分,采用水质分析对比和系统聚类分析相结合的方法,通过对井田内3组基岩含水层中28个水样进行的分析,获得了不同基岩含水层水的化学特征,根据水化学特征,将突水点处的待定水样和3组基岩含水层中的水样对比来判别矿井突水水源,同时提出了利用模糊聚类方法进一步确定矿井突水水源。研究结果表明,石炭系砂岩(灰岩)水和奥陶系岩溶水的水化学特征都与待定水样比较相似,不能轻易识别;聚类分析法能够排除干扰因素并最终精确判别矿井突水水源,即象山煤矿280排矸石门突水的水源为奥灰岩溶水,预测结果与实际相符,表明该方法针对矿井突水的水源判别具有较好的准确性。     

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。     

水化学在煤矿防治水工作中的应用及展望

由于我国煤矿水文地质条件复杂,矿井突水事故频发,如何利用水化学分析资料尽快地判别突水水源,对水害事故及时有效的处置和治理,提供可靠的科学依据尤为重要。对煤矿地下水的研究,是一项非常重要的工作。本文结合有关矿区普遍性的一些问题,对煤矿地下水中的一些主要成分和形成的地质及水文地质条件关系进行了分析,并对今后煤矿水化学的研究和应用提出了展望。     

Fisher方法在矿井突水水源判别中的应用

快速且准确地判定突水水源是有效预防矿井突水事故的关键工作之一。本文以淮北矿区海孜煤矿为例,选取6大常规离子作为突水水源识别的样本变量,运用Fisher判别分析法建立突水水源判别模型。并与Q型聚类分析法判别的结果进行比较。研究结果表明:Fisher判别模型能够有效地判别突水水源,比Q型聚类分析有更高的准确性,实现对突水水源快速有效的判别。     

RockwareAq·QA的水化学分析数据库应用

为提高矿井水害防治能力，应用RockwareAq·QA分析软件建立PiperDiagram水化学分析基础数据库，分析刘庄煤矿东一回风大巷出水情况。结果表明：水化学分析基础数据库能够在矿井发生突水时，科学快速判断水质类型，准确判别突水水源，对提高矿井水害防治能力具有重要的参考。     

煤矿开采覆岩渗流场的有限差分分析

为了确保下沟矿在白垩系基岩裂隙承压强含水层下特厚煤层安全开采,结合煤矿的开采实际情况,利用有限差分软件FLAC3D流固藕合模块建立数值模型,分析了该矿开采过程中地下水渗流场的变化规律、覆岩稳定性以及覆岩变形情况,并结合井下电视对覆岩裂隙场的直接观测分析结果,确定导水裂隙高度,取得了试验工作面的成功开采,这对于控水采煤、含水地层煤矿的安全设计、提高煤炭资源回收等具有一定的指导意义。     

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.     

赵庄二号井岩溶陷落柱的成因分析

本文针对赵庄二号井岩溶陷落柱的特性及赋存条件,通过基础地质研究,结合三维地震勘探结果,从岩溶形成的三要素可溶岩、构造和地下水活动三方面对赵庄二号井岩溶陷落柱进行分析,总结出岩溶陷落柱的形成与它们的关系,揭示了岩溶陷落柱的充填、分布及发展演化过程等信息,为高产高效的煤炭资源安全开采提供依据,为晋城矿区深部开采时的矿井防治水工作奠定基础。     

上限区域浅部煤层保水开采工作面安全推进速度实验研究

基于国内外研究结论,本文以皖北矿区百善煤矿6煤层为研究对象,通过分析浅部煤层保水开采机理和关键,提出以"上覆岩层水体渗流速度确定工作面推进速度"的思路(工作面推进速度能使关键层采后破断的砌体在上部水体渗流到采空区前闭合)。根据渗流理论、经验公式和实测资料等,对保水开采分类中工作面上覆岩层中的潜水渗流时间进行公式推导及计算;根据关键层理论和百善煤矿地质资料,计算出各分类上覆岩层初次和周期破断距。由此,计算和确定出各分类工作面推进速度,同时,以推进速度下限和采煤机切割速度确定安全保水开采的工作面长度范围。进一步完善保水开采技术体系,为浅部煤层保水开采技术的安全应用提供理论指导。     

煤炭开发中相关渗流力学问题研究

煤碳是我国的主要能源,在能源消费结构中占居主导地位,煤岩体是一种典型的孔隙裂隙结构体,在煤炭资源开发的过程中涉及到一系列渗流力学问题.探讨了煤层中瓦斯渗流特征及其规律,分析了煤与瓦斯的流固耦合作用,介绍了煤与瓦斯突出的失稳判据;分析了煤矿生产过程中对地下水的污染,对酸性矿井水的水岩作用问题作了初步探讨,同时对煤矸石的环境效应也作了分析;随着煤层开采深度的增加,矿井热害越来越受到学者的重视,分析了矿井热害的形成机理及其影响因素.最后提出了煤层开采中渗流问题的研究方向.     

急倾斜特厚煤层综放开采工作面水患防治

急倾斜煤层开采形成的采空区水患问题是主要灾害之一。地下水系统中的渗流具有非线性特征。随采深增加,渗水半径与渗流量加大,给安全生产带来威胁。以铁厂沟煤矿+645水平45#煤层掘进工作面探放水为例,通过现场开采情况调查,采用矿用坑道钻机进行探查预计,确保矿井安全掘进及生产,为开采扰动范围灾变预报和控制提供了借鉴。     

突出煤层炮采放顶煤中瓦斯、水害治理技术

以焦作九里山矿为例，介绍了突出煤层炮采放顶煤的工艺，工作面的瓦斯治理技术，工作面的煤层底板注浆改造加固技术，有效地解决了此种条件下煤与瓦斯突出和煤层底板突水灾害问题，改善了生产环境。通过对焦作矿区高瓦斯多水害防治技术研究，找出适合该条件下的炮采放顶煤模式的采煤方法。为焦作矿区及华北型煤田高产高效矿井建设提供参考模式。     

试论煤田（矿）水文地质问题及勘探技术方法

通过对我国许多煤矿水文地质特征分析,提出煤矿水文地质工作主要问题有煤炭建设水资源保障能力不足,矿井水害威胁影响煤矿安全生产和服务年限,矿区水环境问题突出等;相应的研究内容为合理开发利用矿区供水水源,矿井防治水技术研究和水环境影响及防治措施研究;而现行的勘探技术方法主要有综合物探技术方法、地下水化学及同位素研究和模型技术等。     

淮北宿临矿区构造特征及演化

宿临矿区是淮北煤田的主要赋煤地带。自石炭二叠纪以来，该区经受了多次构造活动。在早期形成的徐准拗陷基础上主要发育有东西向及北北东向的断裂，这些断理解共同构成了矿区的基本构造格架。断块内褶皱多为开阔短轴褶皱，并发育有较大一级的北东向断层有层滑构造等。岩浆岩的侵入明显受断裂构造控制。矿区内地球物理场特征（场值及分布）也正证实了矿区内构造展布及演化的综合特征。而这种构造演化与华北板块南缘和东缘的两条板缘构造活动带密切相关。     

大采高综采工作面矿压显现特征分析

淮北许疃矿7229工作面为大采高工作面,采高最高达到6.3 m。为摸清大采高工作面的矿压显现规律,对7229工作面进行了系统的矿压观测,指导了7229工作面安全生产,而且对本矿以后的大采高工作面实现安全高效开采具有重要的现实意义。