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我国不同类别煤层顶板水害致灾机理与防控路径 被引量：4
1
作者 曾一凡 朱慧聪 +6 位作者 武强 王皓 郭小铭 崔芳鹏 庞振忠 刘守强 杨维弘 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1539-1555,共17页
我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地... 我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地认识顶板水害和推广现有技术和探索新技术防控此类矿井灾害,在全面分析近年来我国煤层顶板水害事故规律与顶板充水含水层的赋存条件、突水模式、动力特征、力学行为等基础上,系统划分了顶板水害的类型、特征、主要类别的致灾机理及梳理了现有顶板水害的防治技术,并展望了未来顶板水害防治领域的发展方向。研究发现:①顶板水害主体架构包括巨厚基岩含水层涌(淋)水、薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌、离层空间蓄水储能突水、天窗补给型突水、围岩烧变增透致突等5种类别,集中分布于秦岭—淮河沿线以北地区,陕、蒙、宁是顶板水害主要聚集地。②采动诱发巨厚基岩含水层下覆岩原生裂隙互馈-贯通发育“Z”型离层空间,导致采场出现大面积涌(淋)水现象;基于复合关键层破断力学条件,阐明了薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌致灾的动力源;构建了离层失稳突水临界判别准则,将离层突水划分为静载扰动、“动+静”载复合扰动、复合煤层开采重复扰动3种模式;红土隔水层缺失及红土薄弱区采动劣化损伤是产生天窗越流补给的主要根源;围岩烧变增透,孔隙度增大,接受临近水源补水后形成新的含水结构体,在采动诱发下烧变岩水涌入采场发生水害事故。③梳理了当前煤层顶板水害“探-放-治”三位一体的解危防控技术体系,提出了井上下共轭联动、钻-采(掘)高位协同地质勘探系统,以防治水“三区”划分为导向的地质保障工作,“煤-水-生态”多目标齐抓共管的绿色开采和防治水理念,以及数智化、透明化矿山水文地质灾害信息维护系统等未来发展方向。 展开更多
关键词 顶板水害 矿井防治水 离层突水 致灾机理 防控技术
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蒙陕接壤区典型煤层开采顶板周期性变形破坏及涌水响应特征
2
作者 周振方 董书宁 +8 位作者 董阳 罗生虎 薛建坤 王治宙 王淑璇 尚宏波 王甜甜 王昱同 王同 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期101-110,共10页
【目的】煤矿开采扰动破坏覆岩含/隔水层结构,造成集中涌水,影响矿井安全生产。【方法】以面临典型顶板砂岩水影响的蒙陕接壤区主采煤层3-1煤开采涌水过程为研究对象,采用物理相似材料模拟、数值仿真模拟、现场原位监测3种方法,并通过... 【目的】煤矿开采扰动破坏覆岩含/隔水层结构,造成集中涌水,影响矿井安全生产。【方法】以面临典型顶板砂岩水影响的蒙陕接壤区主采煤层3-1煤开采涌水过程为研究对象,采用物理相似材料模拟、数值仿真模拟、现场原位监测3种方法,并通过周边地质和开采条件相似矿井实测数据对比,分析3-1煤典型工作面开采煤体支承压力周期性演变规律、采空区覆岩垂直位移演变规律,定量获取实验室尺度顶板周期来压瞬间微震能量事件变化特征,综合确定顶板导水裂隙带随采发育特征,以及顶板涌水随覆岩周期来压变化趋势。【结果和结论】结果表明:工作面开采覆岩初次来压步距约40 m,周期性来压步距12~28 m,覆岩破断瞬间围岩周期性来压呈现“先增后稳定”的趋势,在推进至第5次周期来压(推进距离约140 m)时,超前支承压力达到最大,覆岩周期性来压、破断瞬间垂直位移峰值随采呈现“之”字型变化特征,同样,位移监测数据、微震事件总能量、事件频次等综合指标指示,在第5次周期来压瞬间,覆岩垂直位移变幅达到最大值,塑性区发育高度基本稳定;导水裂隙带发育最大高度在120 m左右,将直接沟通顶板直罗组砂岩含水层,地下水随采涌入过程呈现两种波动变化趋势,工作面全局尺度上呈现长周期“阶梯式”增长趋势,“阶梯式”增长周期约800 m,局部尺度呈现短周期“振荡”变化趋势,振荡周期16~48 m,并表现出与覆岩来压周期之间的较强关联性。研究结果为工作面涌水量预测以及防排水系统布设提供参考。 展开更多
关键词 蒙陕接壤区 水害防治 涌水量变化 顶板破坏 周期来压 数值模拟 微震
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煤矿顶板淋水巷道的围岩控制技术研究
3
作者 王维波 《能源与节能》 2024年第7期126-128,197,共4页
煤矿井下开采工作的不断推进,会受到井下恶劣环境、开采扰动和地质特点等方面影响,围岩控制工作存在较多挑战,以顶板淋水巷道的掘进为例,需要针对淋水影响,强化支护工作。为此,基于对案例煤矿基本概述及顺槽掘进问题的了解,首先提出了... 煤矿井下开采工作的不断推进,会受到井下恶劣环境、开采扰动和地质特点等方面影响,围岩控制工作存在较多挑战,以顶板淋水巷道的掘进为例,需要针对淋水影响,强化支护工作。为此,基于对案例煤矿基本概述及顺槽掘进问题的了解,首先提出了巷道围岩控制的理论策略,然后结合实际掘进情况,从多方面着手制定了临时支护、永久支护、疏排水、施工管理等围岩控制方案。在实际应用围岩控制方案后,支护效果整体良好,可以降低巷道淋水的影响,提高煤矿井下开采作业的安全性。 展开更多
关键词 顶板淋水巷道 水害 围岩控制
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东曲矿预留钻孔疏放28206工作面老空积水技术研究
4
作者 路鹏飞 《煤炭与化工》 CAS 2024年第9期65-68,共4页
近距离煤层群开采时,上部煤层开采后形成的采空区积水是威胁下部煤层安全开采的主要因素之一。针对传统采空区积水的防治方法存在一定盲目性,导致工程量通常较大的情况,本文根据东曲矿28206工作面和29206工作面是近距离煤层开采的具体情... 近距离煤层群开采时,上部煤层开采后形成的采空区积水是威胁下部煤层安全开采的主要因素之一。针对传统采空区积水的防治方法存在一定盲目性,导致工程量通常较大的情况,本文根据东曲矿28206工作面和29206工作面是近距离煤层开采的具体情况,提出在28206工作面开采时预留疏水钻孔,对工作面低洼区域采空区积水进行监测和有序疏放,最终保证了下部29206工作面的安全开采,为类似近距离煤层群防治采空区积水提供了经验借鉴。 展开更多
关键词 煤层顶板 采空区积水 疏水钻孔 防治水
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王庄煤矿矿井水水化学分析及水源识别关键技术
5
作者 焦晓飞 《煤炭与化工》 CAS 2024年第4期75-81,94,共8页
针对王庄煤矿矿井充(突)水水源种类多、临时突水点水源判别存在困难的问题,本文以王庄煤矿142个突水点水样水质分析结果为基础,对各水样的水源做了系统分析,详细划分出影响王庄煤矿安全生产的主要充水水源,即二叠系砂岩裂隙水、太原组... 针对王庄煤矿矿井充(突)水水源种类多、临时突水点水源判别存在困难的问题,本文以王庄煤矿142个突水点水样水质分析结果为基础,对各水样的水源做了系统分析,详细划分出影响王庄煤矿安全生产的主要充水水源,即二叠系砂岩裂隙水、太原组薄层灰岩水、奥灰水及采空区(老窑)积水。基于改进后的Fisher水源判别基本原理,设计了王庄煤矿矿井水水源识别系统,实现了临时突水点水源的快速识别。 展开更多
关键词 水害防治 突水水源 水化学 水源识别系统
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黄土地区公路涵洞水毁特征及防治措施分析
6
作者 薄军丽 王乾波 《山西建筑》 2024年第4期131-134,共4页
因黄土的湿陷性,黄土地区涵洞水毁破坏较其他地区更为严重。为研究黄土地区公路涵洞水毁特征,通过对实际工程涵洞水毁类型及发生的原因进行统计分析,从工程设计、施工、养护角度对防止黄土地区涵洞水毁关键点进行了归纳。研究成果可为... 因黄土的湿陷性,黄土地区涵洞水毁破坏较其他地区更为严重。为研究黄土地区公路涵洞水毁特征,通过对实际工程涵洞水毁类型及发生的原因进行统计分析,从工程设计、施工、养护角度对防止黄土地区涵洞水毁关键点进行了归纳。研究成果可为同类型涵洞的设计提供工程依据。 展开更多
关键词 涵洞工程 水毁 黄土地区 灾害防治
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多煤层复合采动顶底板裂隙带发育规律研究
7
作者 刘振坡 袁鹏 《煤炭与化工》 CAS 2024年第4期91-94,共4页
基于友众煤矿多煤层复合采动顶底板裂隙发育情况,分别采用理论计算、数值模拟和钻孔实测等方法进行研究,计算统计出150202工作面顶板垮落带发育高度分别为40.11~63.09 m、50.2 m、54~57 m,3种方式结果变化范围基本一致。结合矿井地质条... 基于友众煤矿多煤层复合采动顶底板裂隙发育情况,分别采用理论计算、数值模拟和钻孔实测等方法进行研究,计算统计出150202工作面顶板垮落带发育高度分别为40.11~63.09 m、50.2 m、54~57 m,3种方式结果变化范围基本一致。结合矿井地质条件和研究结果可知,15号下煤层采动裂隙带在无构造区域内不会导通上覆3号、6号含水层,在贯穿性断层或陷落柱赋存区域内存在联通导水的可能性。因此,煤矿制定“物探先行、钻探验证、查清构造、上防下采”的防治水原则,为相关类型矿井生产提供依据。 展开更多
关键词 多煤层 导水裂隙 钻孔实测 防治水 复合顶板 应力集中
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东峰矿8101工作面并行电法探测顶板富水区技术研究
8
作者 郭斌 《煤炭与化工》 CAS 2024年第1期74-77,共4页
煤矿开采过程中,煤层上覆采空区积水是造成透水事故的重要因素之一,严重影响下部工作面的安全生产。为了实现东峰矿8101工作面的安全生产,通过分析工作面的地质和水文地质条件,采用并行电法探查了8号煤层顶板不同高度的富水性,查明了上... 煤矿开采过程中,煤层上覆采空区积水是造成透水事故的重要因素之一,严重影响下部工作面的安全生产。为了实现东峰矿8101工作面的安全生产,通过分析工作面的地质和水文地质条件,采用并行电法探查了8号煤层顶板不同高度的富水性,查明了上覆7号煤层采空区低洼地带呈“Y”字型分布。在上顺槽通尺350、370和390 m处向下顺槽方向顶板施工3个探查钻孔,对采空区积水进行疏放。成孔时的钻孔总涌水量为9.2 m^(3)/h,经过11 d的疏放,最终涌水量之和减小到0.8 m^(3)/h,实现了8101工作面的安全开采,为其它工作面探查顶板富水异常区提供了经验借鉴。 展开更多
关键词 水害防治 采空区积水 并行电法
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瞬变电磁法在双鑫煤矿采空区的应用
9
作者 冯春孝 娄佰信 《煤炭与化工》 CAS 2024年第1期81-87,共7页
雨季过后,河南双鑫煤矿井田内水文地质条件发生了很大变化,为查明煤矿开采范围内老旧采空区内部积水分布情况,决定在井田内开展地面物探工作。双鑫煤矿煤层埋深在150 m以上,分析国内各种物探方法的优劣性,决定选取瞬变电磁法对该井田开... 雨季过后,河南双鑫煤矿井田内水文地质条件发生了很大变化,为查明煤矿开采范围内老旧采空区内部积水分布情况,决定在井田内开展地面物探工作。双鑫煤矿煤层埋深在150 m以上,分析国内各种物探方法的优劣性,决定选取瞬变电磁法对该井田开展勘探工作。根据勘探任务,在井田内共布设瞬变电磁法测线30条,通过试验选取了此次勘探的施工参数,经后期资料处理解释,绘制了反演电阻率断面图及煤层顺层切片平面图。通过反演电阻率断面图,可见1040线、1720线及2080线采空区位置处,反演电阻率等值线明显呈现向下凹陷的电性特征;煤层顺层切片平面图显示5处低阻异常区域,结合地质资料解释分析5处异常区,其中2处为强富水异常,3处为弱富水异常区域,与后期验证结果相符,表明该方法在煤矿老旧采空区积水勘查中能够取得很好的效果,可以为类似区域施工提供借鉴。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 水害防治 老旧采空区 勘探
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京原铁路山区段堤坡坍塌水害成因分析及防治
10
作者 安旭 《山西建筑》 2024年第19期133-136,共4页
本文以京原铁路K88+550—K88+580段为例,分析了该段铁路路堤坍塌的原因并提出了相应的整治措施,得到了以下结论:根据线路两侧地形量测结果,地表汇水极易在K88+550处形成渗流通道,软化线路左侧坡体。京原线K88+700—K88+550范围线路高程... 本文以京原铁路K88+550—K88+580段为例,分析了该段铁路路堤坍塌的原因并提出了相应的整治措施,得到了以下结论:根据线路两侧地形量测结果,地表汇水极易在K88+550处形成渗流通道,软化线路左侧坡体。京原线K88+700—K88+550范围线路高程降低,易产生汇水,由于“7·29”特大暴雨影响,大量地表水汇集,部分下渗至路堤边坡,致坡体含水量上升,含水率趋近饱和,自重增加,岩土体强度降低,加之前期开挖声屏障基础对边坡坡体产生一定扰动,多重因素叠加最终导致路堤边坡失稳发生滑动破坏。研究结果可为同类地区的工程建设及设计提供相应参考。 展开更多
关键词 山区铁路 堤坡坍塌 水害成因 防治
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煤矿水害防治井下物探技术的选择与应用
11
作者 王浪 《当代化工研究》 CAS 2024年第19期131-133,共3页
煤矿水害是威胁煤矿安全生产的重大隐患。本文介绍了煤矿水害的类型及成因机理,重点分析了直流电法、瞬变电磁法和瑞利波探测法等井下物探技术在煤矿水害勘探中的基本原理及应用。通过不同物探方法的选择及综合应用,可有效探测含水层、... 煤矿水害是威胁煤矿安全生产的重大隐患。本文介绍了煤矿水害的类型及成因机理,重点分析了直流电法、瞬变电磁法和瑞利波探测法等井下物探技术在煤矿水害勘探中的基本原理及应用。通过不同物探方法的选择及综合应用,可有效探测含水层、采空区积水、废弃老窑积水分布和导水断层位置等,为煤矿水害防治提供重要的地质依据。但物探技术在实际应用中仍存在一定局限性,需进一步提高探测精度和有效性。 展开更多
关键词 煤矿水害 井下物探 探测 综合应用 防治
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正帮煤业开采水害影响程度与防治工作建议分析
12
作者 张智鹏 《山西化工》 CAS 2024年第2期169-170,173,共3页
以正帮煤业为研究案例,结合项目地质水文特征,综合分析评价正帮煤业开采水害影响程度,并以此为基础,合理介绍开采水害防治措施及工作建议。另外,为检验开采水害防治措施及工作建议的应用成效,以工作建议开展水害防治工作,最终确认水害... 以正帮煤业为研究案例,结合项目地质水文特征,综合分析评价正帮煤业开采水害影响程度,并以此为基础,合理介绍开采水害防治措施及工作建议。另外,为检验开采水害防治措施及工作建议的应用成效,以工作建议开展水害防治工作,最终确认水害防治效果良好,证明具有较强应用价值。 展开更多
关键词 开采水害 影响程度 防治工作建议 正帮煤业
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矿井音频电透视在煤矿顶板砂岩富水区透明化中的应用
13
作者 吴正飞 《价值工程》 2024年第23期131-135,共5页
煤矿智能化、无人化开采迫切需要水害隐患地质透明化为其保驾护航。近年来,音频电透视技术大量应用于鄂尔多斯盆地北部区域的煤矿井下工作面顶板防治水工作中,并在煤矿工作面顶板富水区探测应用中取得了较好的效果。本文针对某矿3-1上20... 煤矿智能化、无人化开采迫切需要水害隐患地质透明化为其保驾护航。近年来,音频电透视技术大量应用于鄂尔多斯盆地北部区域的煤矿井下工作面顶板防治水工作中,并在煤矿工作面顶板富水区探测应用中取得了较好的效果。本文针对某矿3-1上201工作面回采过程中的顶板水害问题,首先建立了矿井音频电透视三维正反演模型,对算法的有效性进行了验证。在工程中对工作面顶板上方120m范围内可能存在的砂岩富水区进行探测,并对探测成果进行三维成像显示,最后对工作面顶板疏放水钻孔涌水量和音频电透视探测的富水异常区进行了对比。探测结果共划定3个富水异常区域,经疏放水钻孔验证,取得了良好的效果,对透明工作面的建立具有重要意义。 展开更多
关键词 音频电透视 防治水 透明化 顶板水害 三维反演
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煤矿挡水装置可视化远程控制的设计与应用
14
作者 邓金煌 《中国高新科技》 2024年第9期103-105,共3页
为实现煤矿挡水装置远程控制,并可靠运行,利用煤矿现有挡水装置进行远程控制功能的研究,实现井下自动化减员的目的。结果表明,将液位传感器、行程开关等模拟量、开关量输入至PLC内,通过PLC内部的数据运算及处理来实现挡水装置前后的水... 为实现煤矿挡水装置远程控制,并可靠运行,利用煤矿现有挡水装置进行远程控制功能的研究,实现井下自动化减员的目的。结果表明,将液位传感器、行程开关等模拟量、开关量输入至PLC内,通过PLC内部的数据运算及处理来实现挡水装置前后的水位监测、挡水装置的开关,通过通信及视频监控模块可在调度监控中心实时掌握井下情况。当煤矿突发涌水时,可以避免人员伤亡及减少财产损失。 展开更多
关键词 水害 预防 可视化 远程控制
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采空区顶板“三带”研究在煤矿安全生产中的作用探析
15
作者 贾继平 叶洋洋 +2 位作者 白康康 梁思哲 李涛 《陕西煤炭》 2024年第4期150-152,共3页
开展采空区顶板“三带”研究可为煤矿安全开采设计及防控灾害风险提供重要的技术支撑和依据,对煤矿安全生产具有重要的现实作用和意义。结合工作实践,以开展“三带”研究工作的必要性为目的,探讨了“三带”研究的主要内容及相关技术方... 开展采空区顶板“三带”研究可为煤矿安全开采设计及防控灾害风险提供重要的技术支撑和依据,对煤矿安全生产具有重要的现实作用和意义。结合工作实践,以开展“三带”研究工作的必要性为目的,探讨了“三带”研究的主要内容及相关技术方法。分析了“三带”研究在煤矿安全生产中的重要作用,认为“三带”研究的作用主要体现在高位瓦斯抽采关键层位优选、预防顶板水害防隔水煤(岩)柱确定、顶板控制及地质预测预报等方面提供基础技术参数和依据,并提出了“三带”研究注意事项及改进建议,为深入“三带”研究提供了一定参考。 展开更多
关键词 采空区覆岩 顶板“三带” 顶板控制 瓦斯抽采 水害防控
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公路水毁路基的稳定性及修复技术
16
作者 魏立英 《时代汽车》 2024年第21期169-171,共3页
随着经济的持续发展,交通领域的建设步伐也在不断加快,特别是在公路建设方面,其规模和数量都在迅速增长。我国对公路建设的投资和重视程度不断提高。由于我国地形多样,公路建设过程中经常面临各种地理挑战。现阶段,公路路基正不断受到... 随着经济的持续发展,交通领域的建设步伐也在不断加快,特别是在公路建设方面,其规模和数量都在迅速增长。我国对公路建设的投资和重视程度不断提高。由于我国地形多样,公路建设过程中经常面临各种地理挑战。现阶段,公路路基正不断受到水流的侵蚀作用,诸如冲刷、浸泡和淘蚀等现象时有发生,这些因素使得路基出现了崩塌和形变等状况。本文着重分析公路路基在水毁影响下的稳定性问题,并探讨有效的修复和防治策略,以期为我国公路建设领域贡献切实有效的建议与解决策略。 展开更多
关键词 公路水毁路基 稳定性分析 修复技术 防治措施
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冲积层下煤层顶板水害探测与防治技术研究
17
作者 胡颖栋 萧文浩 《煤》 2024年第4期29-31,58,共4页
冲积层底部含水性严重威胁冲积层下采煤的水害防治安全,在煤层开采前及开采过程中都需要采取相应的防治水措施以杜绝重大水害事故的发生。因此,为保障厚冲积层煤层放顶煤安全、高效开采,文章开展基于并行电法的冲积层下煤层顶板水害探... 冲积层底部含水性严重威胁冲积层下采煤的水害防治安全,在煤层开采前及开采过程中都需要采取相应的防治水措施以杜绝重大水害事故的发生。因此,为保障厚冲积层煤层放顶煤安全、高效开采,文章开展基于并行电法的冲积层下煤层顶板水害探测与防治技术研究,通过数值模拟及现场实测得到顶板局部富水所引起的响应特征。结果表明,对水体高度敏感的并行电法能够精准、高效地识别顶板富水状态,基于此可进一步提出相应的水害防治措施,进而为冲积层下采煤工作面防治水工作提供关键指导依据。 展开更多
关键词 冲积层下采煤 顶板水害 并行电法 水害防治
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新疆伊犁矿区侏罗系含水介质特征与地下水赋存运移规律 被引量：3
18
作者 徐智敏 陈天赐 +4 位作者 刘栓栓 孙亚军 任冬冬 郇博程 张盼杰 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期140-151,共12页
以新疆伊犁矿区为研究区,结合该区天山雪融水径流强、侏罗系富煤地层渗透性不均一等典型水文地质特征,通过采用现场取样、电镜扫描、压汞实验、X-衍射、抽水试验等方法,系统研究矿区主要含(隔)水层的宏观水文地质条件、微观含水介质特... 以新疆伊犁矿区为研究区,结合该区天山雪融水径流强、侏罗系富煤地层渗透性不均一等典型水文地质特征,通过采用现场取样、电镜扫描、压汞实验、X-衍射、抽水试验等方法,系统研究矿区主要含(隔)水层的宏观水文地质条件、微观含水介质特征及地下水赋存规律,揭示其特殊地层地貌条件下的含水层水动力学特征及地下水运移规律。结果表明:研究区侏罗系主采煤层顶底板砂岩含水层有效孔隙率范围为17.1%~29.5%,新近系与侏罗系隔水层有效孔隙率范围为17.6%~29.0%,含(隔)水层均含有较高的黏土矿物,遇水膨胀泥化,特殊的微观结构及矿物成分使含(隔)水层表现出孔隙率高、渗透性较差的含水介质特征;区域上,第四系孔隙含水层与侏罗系主采煤层顶底板砂岩含水层富水性较弱,部分区域表现出中等富水,以静储量为主,具有区块化特征;系统研究了主要含(隔)水层的水动力学特征与运移规律,第四系受山前宏观地貌及含水介质条件影响,形成了以“斜坡过境流”为代表并以孔隙潜水形式高强度流动的水动力学特征,同时受到下部新近系泥岩隔水层阻隔,与煤系顶板砂岩含水层无水力联系,对煤层回采存在影响的主要为5煤底板砂岩含水层,并针对该层施工了“横向截流,侧向掩护”的“厂”字形大范围疏降且疏降效果显著,为井下回采创造了良好的水文地质条件。相关研究成果揭示了研究区侏罗系富煤地层受沉积环境影响所形成的特殊含水介质特征及储水控水规律,可为研究区及西部矿区相似开采条件下矿井防治水工作提供一定的理论及工程依据。 展开更多
关键词 侏罗系 含水介质特征 水动力学特征 储水控水 顶底板防治水
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黄陇煤田厚层砂岩水害精准注浆防治水技术研究 被引量：2
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作者 冯健 张彪 +3 位作者 师素珍 黄辅强 康玉国 张小龙 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期256-264,共9页
近年来,随着我国西部侏罗纪煤炭资源的大规模开发利用,煤层顶板水害影响与威胁日益显现。为阻截煤层上覆含水层中水下泄,以实现井下目标区域内堵水、减水,提出了一种秉持“保水采煤”理念,以精细探查为基础,以精准注浆为主要工程手段的... 近年来,随着我国西部侏罗纪煤炭资源的大规模开发利用,煤层顶板水害影响与威胁日益显现。为阻截煤层上覆含水层中水下泄,以实现井下目标区域内堵水、减水,提出了一种秉持“保水采煤”理念,以精细探查为基础,以精准注浆为主要工程手段的厚层砂岩水害顶板防治水技术方法,并在黄陇煤田高家堡煤矿进行了应用。首先,优选出了自然伽马曲线(GR)为能够区分研究区砂、泥岩的敏感曲线,利用波形指示反演精细解释了煤层上覆岩层的岩性展布形态。在岩性解释的基础上结合抽水试验结果,分析了研究区上覆地层不同含水层的响应特征,综合岩性、泥质含量(VSH)、自然电位(SP)以及孔隙度(POR)刻画了煤层上覆地层的富水性分布特征,解释成果表明对煤层开采隐患最大的为洛河组中段(K_(1)lm)上层,该区域岩层主要为中粗粒砂岩,为中等−强富水含水层。然后,利用多属性融合技术对煤层上覆岩层中原生裂隙进行了精细刻画,在纵向上的展布规律具有断续分布特点,且发育具有分段性特征,相对集中分布在洛河组中下段,在平面上,裂隙主要发育方向为NW-NWW,以井27-2为界限,上部裂隙较发育。最后,综合考虑煤层上覆岩层岩性、富水性和原生裂隙分布特征以及导水裂隙带发育高度预测结果,选择对洛河组中段底部通过水平孔进行注浆,加固薄弱地层,阻滞洛河组中、上段水量下泄。经过地面预注浆治理后,204工作面推采过程中涌水量减少超过1000 m^(3)/h。同时,改善了生产条件,比相邻工作面多回收35万t煤炭资源,为治理黄陇煤田厚层砂岩水害提供了一种可行的办法。 展开更多
关键词 精准注浆 保水采煤 裂隙 地震波形指示反演 顶板防治水
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黄陇煤田煤层顶板水害特征及其防控技术 被引量：21
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作者 靳德武 李超峰 +9 位作者 刘英锋 曹海涛 任邓君 王红亮 张金魁 黄阳 杨国栋 郭康 樊敏 刘宸铠 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期205-213,共9页
陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害... 陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害类型及其主控因素,总结工作面涌水量变化规律,并研究顶板巨厚砂岩含水层水害形成机理,进而提出顶板水害防控关键技术。结果表明:(1)黄陇煤田顶板含水层充水可分为持续涌水式、非持续涌水式和泥砂溃涌式3类,持续涌水式包括可控持续型和高强度持续型,非持续涌水式分为离层涌水型(包括偶发离层涌水型和频发离层涌水型)和脉冲式涌水型,以及泥砂溃涌型共6型。(2)关键隔水层厚度、煤层与洛河组砂岩间距、洛河组砂岩的富水性共同决定顶板涌水形式:当关键隔水层厚度较小甚至缺失,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距较小时,发生脉冲式涌水;当关键隔水层厚度较大且分布稳定,洛河组砂岩富水性中等至强且与煤层间距较小时发生持续涌水;当关键隔水层巨厚,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距巨大时发生离层涌水;当煤层顶板导水裂隙带范围内的侏罗系地层发育胶结不良地质体或煤层出现冒顶现象,容易形成水砂溃涌灾害。(3)地下水位监测预警技术、地面钻孔疏放离层积水技术、井下泄水巷集中排水技术、排水系统建设与维护技术、减水开采技术等是黄陇煤田水害防治的关键技术;工作面精细管理制度、工作面水情日分析制度、专家会诊及对标学习制度等是做好水害防治工作的配套管理对策。 展开更多
关键词 顶板水害 水害类型 防控技术 主控因素 减水开采 黄陇煤田
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