煤矿采空区积水的探测方法与水害防治技术

文章阐述了物探技术在矿井采空区积水探测中的应用,结合采空区积水和水害防治的处理实践,总结了注浆法处理采空区积水和水害防治的施工工艺及注意事项。     

矿井探水工程技术实践

针对煤矿采空区透水事故频发的问题,采用瞬变电磁法对采空区分布及其积水情况进行物探。确定瞬变电磁法在正常煤层、采空区和积水区的视电阻值范围,圈定采空区边界及范围效果好,分辨率高,提高了采空区及其积水情况的探测效果。     

综合电法在南岭煤矿采空区地球物理勘查中的应用

煤层采空区及采空区积水的存在,对煤层的开采会造成很大的安全隐患,查明采空积水区对煤矿防灾、治灾方面的意义重大,采用综合性的物探方法进行煤矿采空区及采空区积水探测具有明显优势,是保证煤矿安全生产的重要手段.通过介绍瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法综合电法勘探技术用于采空区及采空积水区勘查的应用效果,说明这两种物探方法进行煤矿采空区综合探测的有效性.     

瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用

采空区的存在对煤矿区的生产、人民财产安全和工程建设造成极大的安全隐患,通过地球物理方法有效地探测采空区的位置、范围、深度,成为解决上述问题的关键。由于瞬变电磁法对于采空区积水探测效果极佳,探测深度也较大,因此本文从采空区地球物理特征入手,分析瞬变电磁法探测采空区的基本原理,结合工程实例说明瞬变电磁法可有效地实现对采空区的探测,为采空区的综合治理提供可靠的地质资料。     

CSAMT法在煤矿水安全防治工作中的应用研究

在探测煤层顶底板水及老窑采空区方面CSAMT法是主要技术手段之一。本文通过CSAMT法在阿勒泰地区的勘查实例，对CSAMT法探测煤层顶底板水及老窖采空区积水的技术过程进行了较详细地描述．结果表明运用CSAMT法在煤矿防治水方面确实有积极的效果。     

瞬变电磁法在腾升煤矿探放水中的应用

在河南省郑州登封腾升使用矿井瞬变电磁法探测洲区内采空区积水范围及采空区边界、探查测区内断层的含导水性情况以及工作面底板富水构遗，取得了较好的效果。     

瞬变电磁法在煤矿老空水探测及断层含水性评价方面的应用

介绍了地面瞬变电磁技术的应用特点、工作原理及方法;阐述了瞬变电磁法在煤矿采空区积水探测、断层赋水评价方面的应用效果;圈定了采空区的范围、积水区域及易突水地段;为煤矿安全施工提供了依据。     

瞬变电磁法在探测煤田采空区积水中的应用

在介绍测区地质概况的基础上,利用瞬变电磁法对同煤集团塔山煤矿采空区及采空积水区进行探测,在已知地质钻孔附近进行了参数选择实验,并根据高阻为采空区,特低阻为采空积水的地球物理原则,指导后期资料解释。     

物探技术在矿井防治水中的应用

在介绍高密度电阻率法原理的基础上，通过实例分析了该物探方法在煤矿防治水特别是导水断层和采空水积水的探测效果,提出该方法在预测预报矿区含水层、导水断层及采空区积水等方面具有良好的效果。     

平朔矿区采空区电法勘探技术

为精准探明平朔矿区老窑采空区,在优选电法勘探方法基础上,进行参数优化试验,确定相应的施工技术体系,并通过现场应用.研究结果表明:平朔矿区电法勘探以瞬变电磁法探测采空区及积水区为主,可控源音频大地电磁法辅助探测中深部及多层采空区,直流电法辅助探测强电磁干扰及矿坑台阶区域的浅部采空区;经过参数优化后,瞬变电磁法发射线框为240 m×240 m,频率为8 Hz,供电电流为10 A,可控源音频大地电磁法收发距为3.5 km,MN点距为10 m,测点距为2～5 m,直流电法不同AO距离影响较小.研究结论初步确定瞬变电磁、可控源音频大地电磁法适用于平朔矿区采空区探测,施工参数为平朔矿区采空区精准勘探提供可靠参考依据.     

综掘工作面快速回收安装技术研究与应用

通过优化掘进工作面的安装回收工艺，合理地进行劳动组织，编制施工网络图，提高了掘进工作面的回收、搬家、倒面、安装效率，缩短了设备周转周期，提高了设备使用效率。缓解了矿井运输压力，经济效益、社会效益十分明显。     

富水岩溶隧道掌子面安全岩柱厚度研究

富水岩溶隧道施工时掌子面前方的安全岩柱对保障隧道的安全施工至关重要。为了计算出较为合理的隧道掌子面安全岩柱厚度,以华丽高速营盘山隧道为依托,基于塑性区贯通准则及位移突变准则,建立三维流固耦合数值模型,分别对不同埋深、溶洞内水压力及开挖方法下的掌子面安全岩柱厚度进行了研究,并给出掌子面安全岩柱厚度的区间。结果表明：隧道安全岩柱厚度随隧道埋深及掌子面前方溶洞内水压增加而增大;隧道一次开挖洞径越小,支护越及时,安全岩柱厚度越小;最小安全岩柱厚度区间随隧道埋深增加而增大,但随掌子面前方溶洞内水压增大而减小。采用CRD法开挖时,掌子面安全岩柱厚度及安全岩柱厚度区间均最小,对岩溶隧道掌子面的稳定性也最好。     

煤矿掘进工作面不同声源位置下声场分布

煤矿掘进工作面噪声污染严重,影响井下作业人员身心健康与安全生产。为了解噪声源位置改变时煤矿掘进工作面声场分布情况,基于煤矿实例建立掘进工作面物理数学模型,采用数值模拟和实验验证相结合的方法,分析噪声分布特征及噪声源位置变化对声场的影响。研究结果表明：噪声源靠近壁面或地面时,工作面内声场分布较紊乱,产生的高噪声区域较广,不利于工作面的噪声衰减;当两个噪声源的相对距离在10 m以内时,声压级衰减曲线呈“W”型,当两声源相对距离超过10 m时,声压级衰减曲线呈“M”型;实验测试与数值模拟结果基本一致,验证了搭建的模型及模拟结果的可靠性。研究结果可为煤矿掘进工作面环境噪声的预测与控制提供了依据。     

孟津煤矿二2-11031工作面顺槽支护方案优化设计初探

孟津煤矿属煤与瓦斯突出矿井，采用开采解放层结合底板抽放巷进行回采，二2煤层是解放层，本煤层11031工作面顺槽属半煤岩巷道，支护主体采用锚网索＋双工字钢棚联合支护，锚网索作为补强支护，钢材消耗量大，操作工序多，成本高，进度慢，支护方案优化就显得尤为重要。     

边角煤开采技术研究

介绍了边角煤开采技术,包括工作面优化设计、工作面送道、引进新设备实现综采化、工作面回采技术及采取的措施等。     

坚硬覆岩破断及其对矿压显现的控制

 以同忻矿石炭系3-5 煤层8015 工作面为例,分析了坚硬覆岩破断特征及其对煤层工作面矿压显现的控制作用。应用关键层理论确定工作面坚硬覆岩的关键层及关键层的初次破断距和周期破断距,基于材料力学理论导出关键层破断与工作面支承压力的关系式,分析关键层破断对煤层工作面矿压显现的影响规律。结果表明,煤层工作面坚硬覆岩存在亚关键层I、亚关键层II 和主关键层,3 个关键层的破断导致工作面产生大小周期压力和复合压力,其中主关键层破断造成工作面矿压范围较大;理论分析方法揭示的矿压显现规律与现场矿压监测结果具有较好的一致性。     

考虑开挖过程的瓦斯隧道施工通风影响机制——以鸡鸣隧道为例

为研究瓦斯隧道开挖过程中通风设备布置对通风效果的影响机制,以城开高速鸡鸣隧道为研究对象,考虑风筒直径、出风口与掌子面距离、风筒高度三个因素,基于数值模拟方法,进行三因素三水平正交试验;以瓦斯平均浓度数据为基础,研究了瓦斯浓度在施工通风影响下的分布特点,通过极差分析和方差分析研究了9种布置方案下三个因素对三种施工情况下通风效果的影响。研究结果表明：上掌子面顶角、底角及下掌子面底角处,瓦斯分布较为集中,实际施工过程中应加强对该区域的监测;回风侧瓦斯浓度高于进风侧。不同的施工情况下,三个因素对通风效果的影响程度存在差异;即在整体掌子面或仅有上掌子面施工的情况下,三个因素对通风效果的影响程度从大到小依次为：风筒高度、风筒直径、出风口与掌子面距离;仅有下掌子面施工时则依次为：风筒直径、风筒高度、出风口与掌子面距离。在本文研究结论的基础上,提出针对台阶开挖过程中可能出现的不同工况下的以提高通风效率为目的的通风设备布置建议。     

基于案例推理的煤矿工作面设计系统

回采、掘进、开拓工作面的设计是煤炭企业工作的重要组成部分。通过收集以往优秀的工作面设计方案,建立设计案例库,并构建一个基于案例推理的工作面设计系统,可为煤矿设计决策提供智能支持。该系统架构由SQL Sever、IIS服务器及相关插件构成,具有案例收集、检索、判断、优化功能。     

谢桥煤矿综采工作面陷落柱技术研究

岩溶陷落柱是指煤系地层底板厚层灰岩中溶洞裂隙的塌陷物以及上覆地层塌陷物形成的塌陷体,谢桥井田东翼采区发育有2个岩溶陷落柱,为保证13216综采工作面采掘安全通过1#陷落柱影响区,采取矿井瞬变电磁法和矿井高密度电法探测,掘进时利用物探和钻探相结合的综合探查技术;回采前利用运输顺槽对1#陷落柱及影响区采取先物探探查后钻探验证技术,并对其进行注浆加固,从而使工作面采掘时安全通过1#陷落柱影响区,多回收煤炭资源10.2万吨,创造了良好的经济效益。     

基于上限定理的砂卵石地层盾构隧道开挖面稳定性分析

目前对砂卵石地层开挖面稳定理论模型的研究相对较少,施工过程中盾构机支护力的施加多凭借施工经验进行。为研究砂卵石地层开挖面失稳问题,运用极限分析法上限定理,结合椭球体放矿理论,建立盾构隧道开挖面极限分析模型的计算方法,研究开挖面前方土体变形未发展至地表与发展至地的表两种工况,得到了极限支护力的上限解析解。并选取五种典型的理论分析方法验证了计算结果的正确性。结果表明：所提出的对数螺线椭球体机制得到的开挖面极限支护力受地层内摩擦角、隧道直径以及土体重度的影响较大,埋深和黏聚力的影响较小,地表超载的影响最小;其中开挖面极限支护力均随着土体重度和隧道直径的增大而线性增大,随着摩擦角增大呈现非线性减小趋势;通过与旋转破坏机制、3D对数螺线机制、FLAC^3D数值模拟得到的开挖面前方塌落区域的对比,所提出的开挖面前方塌落机制与数值模拟能接近地层的失效形状。