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深部带压开采:传承与创新 被引量:28
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作者 尹尚先 连会青 +4 位作者 徐斌 田午子 曹敏 姚辉 孟浩鹏 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期170-181,共12页
回顾了带压开采的传承与创新发展历程。阐述带压开采的概念及充要条件,以带压开采的内涵为基础,定义侵蚀基准面为浅部和深部带压开采的分界线(面),明确承压水上采煤为带压开采,而含水层“下”采煤不属于带压开采范畴,纠正《煤矿安全规... 回顾了带压开采的传承与创新发展历程。阐述带压开采的概念及充要条件,以带压开采的内涵为基础,定义侵蚀基准面为浅部和深部带压开采的分界线(面),明确承压水上采煤为带压开采,而含水层“下”采煤不属于带压开采范畴,纠正《煤矿安全规程》中有关“顶、底板带压”的不妥表述。梳理了直接为带压开采服务的理论和技术,探(探查)、治(防治)、保(保障)3项技术,机理(致灾机理)、评价(危险性评价)、预测(灾变预测)3项理论,即构成带压开采理论技术体系;华北煤田奥陶系岩溶随深度增加发育减弱,由此推断,空间上深部岩溶径流带多形成在古岩溶系统中,而现代岩溶径流带则发育于现代岩溶中。深部隔水层损伤裂隙增多,为采后承压水导升奠定物质基础。总结对比了浅部和深部底板岩溶水害特征,阐明深部奥陶纪灰岩(简称奥灰)水突水机理,沿裂隙渗透、扩容、压裂,薄层灰岩中转,不断向上导升,形成大面积散流突水。从理论上说明突水系数已不适用隔水层厚度超出80 m的情形,提出厚、巨厚隔水层带压开采评价方法:p 0>3σ_(3)-σ_(1)-p_(p)+σ_(T);依据隔水层厚度、底板破坏带、奥灰导升带、突水系数等因素将底板类型划分为5类隔水层,提出相应5级带压开采条件以及5种治理模式;针对深部带压开采复杂条件,倡导应用“全时空”水害综合防治思想理念及技术。面向未来,地质体+水流的本构模型仍是学术界需攻克的最大难题,现实的“卡脖子”难题,如深部岩溶发育规律、精细探查技术、水害机理及评价预测、综合治理技术等,是实现安全带压开采的关键。 展开更多
关键词 带压开采 深部 奥陶纪灰岩 突水机理 评价方法
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晋城寺河矿下组煤底板带压开采条件的探讨 被引量:23
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作者 牟林 李功宇 姬亚东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期755-761,共7页
以山西沁水煤田寺河矿区为工程背景,依托水文地质补充勘探数据,从研究奥陶系峰峰组顶部岩层的阻水能力出发,论证了矿区内相对隔水层的存在性,最后通过流固耦合数值模拟研究证明了相对隔水层存在时,下组煤带压开采条件得到明显改善。因... 以山西沁水煤田寺河矿区为工程背景,依托水文地质补充勘探数据,从研究奥陶系峰峰组顶部岩层的阻水能力出发,论证了矿区内相对隔水层的存在性,最后通过流固耦合数值模拟研究证明了相对隔水层存在时,下组煤带压开采条件得到明显改善。因此研究下组煤带压开采条件的关键因素之一是确定奥陶系顶部岩组本身是否具备较好的阻水能力。 展开更多
关键词 寺河矿 下组煤 带压开采 峰峰组 相对隔水层 FLAC3D
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保德煤矿底板奥灰水害防治关键技术 被引量:15
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作者 庞贵艮 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第1期75-79,共5页
保德煤矿属带压开采矿井,煤层底板承受最大水压达到5.3 MPa。为了保证矿井安全带压开采,通过对矿井奥灰含水层特征、突水机理及防治技术进行研究,针对矿井不同水平煤层带压开采所面临的水文地质条件和突水危险性,采用采掘前隐伏导水构... 保德煤矿属带压开采矿井,煤层底板承受最大水压达到5.3 MPa。为了保证矿井安全带压开采,通过对矿井奥灰含水层特征、突水机理及防治技术进行研究,针对矿井不同水平煤层带压开采所面临的水文地质条件和突水危险性,采用采掘前隐伏导水构造的综合探查与评价和奥陶系峰峰组隔水性能利用2种奥灰水害防治方法,有效保障了矿井近10年的安全带压开采,杜绝了奥灰水害的发生;由此得出隐伏导水构造探查和奥陶系峰峰组利用作为矿井奥灰水害防治关键技术是科学、有效的。 展开更多
关键词 带压开采 奥灰水 突水 防治 探查
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布尔台矿42201工作面底板砂岩承压水防治技术 被引量:15
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作者 高振宇 何渊 +1 位作者 任建刚 刘小雄 《煤矿安全》 北大核心 2017年第B03期43-47,共5页
为了解决布尔台矿42201工作面底板砂岩承压水带压开采问题。根据勘探钻孔资料及上部22201工作面开采过程中封闭不良钻孔出水情况,分析了工作面带压开采水文地质条件。通过计算煤层底板采动破坏深度、有效保护层厚度、阻水能力及突水系数... 为了解决布尔台矿42201工作面底板砂岩承压水带压开采问题。根据勘探钻孔资料及上部22201工作面开采过程中封闭不良钻孔出水情况,分析了工作面带压开采水文地质条件。通过计算煤层底板采动破坏深度、有效保护层厚度、阻水能力及突水系数,评价了工作面带压开采威胁程度。采取直流电法探测对底板砂岩含水层富水性异常垂向、平面分布范围、特征进行探查,并对重点富水异常区域进行钻探验证及疏水降压。对工作面内钻孔封孔质量进行了评价,预计了工作面开采时封闭不良钻孔的透水量,并对封闭不良钻孔区域的底板砂岩含水层实施疏水降压及注浆改造。经注浆检查孔验证,该区域疏水降压及注浆改造效果较好,可实现工作面安全开采。 展开更多
关键词 底板砂岩含水层 承压水 带压开采 水文地质 突水
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基于组合赋权的加权秩和比法的底板突水危险性评价 被引量:13
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作者 姚辉 尹尚先 +2 位作者 徐维 张润畦 蒋知廷 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期132-137,共6页
煤层深部开采使得煤矿底板水害事故频发,传统突水危险性评价方法评价指标单一、评价结果偏离实际的弊端逐渐显露,造成众多新型评价方法涌现。以河北省华北型煤田东欢坨矿为研究对象,选取含水层性能、隔水层性能、地质条件、煤层条件的... 煤层深部开采使得煤矿底板水害事故频发,传统突水危险性评价方法评价指标单一、评价结果偏离实际的弊端逐渐显露,造成众多新型评价方法涌现。以河北省华北型煤田东欢坨矿为研究对象,选取含水层性能、隔水层性能、地质条件、煤层条件的评价因素集,综合考虑10个评价因素,建立适用于东欢坨矿的底板突水危险性评价指标体系;利用层次分析法确定各指标主观权重,利用CRITIC法确定各指标客观权重,将2者耦合得到综合权重,兼顾专家主观经验与数据客观信息,保证权重确定的全面性;引入加权秩和比法,构建评价矩阵,依据指标对评价对象所产生的优劣性影响将其分为高优型指标和低优型指标,编秩计算WRSR值,对数据进行分档排序,确定安全、较安全、较危险、危险4个评价等级区间,形成评价模型;利用GIS强大的空间管理及信息处理功能,完成结果的信息展示;将评价结果与实际工程出水位置相比较,发现突水位置都在底板突水较危险区域,并与传统评价方法突水系数法相对比,证明评价模型有效。研究成果形成了煤层底板突水危险性评价新方法,丰富煤层底板突水危险性评价方法的种类,为煤矿防治水工作者提供新思路。 展开更多
关键词 底板突水 带压开采 加权秩和比法 组合赋权
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切顶卸压工作面底板采动破坏实测研究 被引量:11
6
作者 许延春 罗亚麒 +3 位作者 张书军 张罗迅 郭文砚 范明宇 《煤矿开采》 北大核心 2018年第6期94-98,共5页
为了研究采用预裂爆破进行切顶卸压对工作面底板破坏深度的影响,在九里山矿14141工作面采用特制电极电缆进行了底板钻孔直流电法测量,通过分析工作面在回采过程中底板岩体视电阻率的变化特征,结合观测时工作面与测点的空间位置关系,得... 为了研究采用预裂爆破进行切顶卸压对工作面底板破坏深度的影响,在九里山矿14141工作面采用特制电极电缆进行了底板钻孔直流电法测量,通过分析工作面在回采过程中底板岩体视电阻率的变化特征,结合观测时工作面与测点的空间位置关系,得出采动影响下的底板破坏深度,并将其与未考虑切顶卸压影响的统计公式值及理论公式值进行对比分析。结果表明:14141工作面底板最大破坏深度为9. 8m,相比未考虑切顶卸压情况下的计算值均有所减小,平均减幅为15. 1%,说明切顶卸压能够有效减小底板破坏深度,有利于带压开采工作面的安全回采。 展开更多
关键词 切顶卸压 预裂爆破 直流电法 带压开采 水害防治
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带压开采煤层底板破坏突水规律 被引量:10
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作者 张培森 安羽枫 +3 位作者 武守鑫 赵亚鹏 魏杰 王文苗 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第2期25-29,共5页
针对随着开采深度不断加深而带来的承压水威胁进一步增加这一现状,根据具体地质条件,利用相似材料模拟试验以及自主设计的承压水导升模拟装置,观测了承压水在开采不同阶段的导升情况和底板破坏情况,深入研究了从开采伊始到逼近断层时底... 针对随着开采深度不断加深而带来的承压水威胁进一步增加这一现状,根据具体地质条件,利用相似材料模拟试验以及自主设计的承压水导升模拟装置,观测了承压水在开采不同阶段的导升情况和底板破坏情况,深入研究了从开采伊始到逼近断层时底板从细微破坏到最终导水通道形成的规律;利用对模型进行分层拆解的方法,了解了裂隙的内部发育情况。 展开更多
关键词 底板破坏 承压水导升 突水 导水通道 带压开采
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采煤工作面带压开采分析及综合防治水措施 被引量:9
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作者 娄彦辉 姜玉海 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2009年第6期91-93,共3页
根据矿井水文地质条件,计算新义煤矿一水平工作面底板岩层采动导水裂隙带深度,对计算出的突水系数绘制成等值线图进行带压开采可行性分区,并根据存在的问题提出针对性的防治水措施,为矿井防治水工作提供参考依据和建议。
关键词 带压开采 下三带 突水系数 等值线分区 防治水措施
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林西矿深部水平奥灰水带压开采突水危险性评价 被引量:8
9
作者 冯光俊 李伍 +1 位作者 张泳 奚方喆 《中国煤炭》 北大核心 2015年第8期41-44,97,共5页
基于采掘揭露资料、钻孔资料、水位观测数据和抽水试验成果,对研究区构造复杂程度和奥灰水文地质条件展开研究,并采用安全水头值法、安全隔水层厚度法和突水系数法对奥灰水带压开采突水危险性进行了综合评价。结果表明:研究区下部12#煤... 基于采掘揭露资料、钻孔资料、水位观测数据和抽水试验成果,对研究区构造复杂程度和奥灰水文地质条件展开研究,并采用安全水头值法、安全隔水层厚度法和突水系数法对奥灰水带压开采突水危险性进行了综合评价。结果表明:研究区下部12#煤层开采掘进巷道基本不具突水危险;而当矿井生产延伸至深部水平时,研究区西北翼构造复杂块段12#煤层回采工作面将面临突水威胁,届时需提前开展探水、防水工作。 展开更多
关键词 带压开采 奥灰水 深部水平 突水系数 林西矿
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沁水煤田奥陶纪顶部相对隔水层研究 被引量:8
10
作者 刘永胜 朱开鹏 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第3期38-40,共3页
为了解放沁水煤田受底板高承压奥陶纪灰岩水威胁煤炭资源,以龙湾井田为例,采用水文地质钻探、水文地质试验、流量测井、盐化测井、应力应变渗透性全过程试验等方法,对龙湾井田奥陶纪顶部相对隔水层发育特征进行研究。结果表明,龙湾井田... 为了解放沁水煤田受底板高承压奥陶纪灰岩水威胁煤炭资源,以龙湾井田为例,采用水文地质钻探、水文地质试验、流量测井、盐化测井、应力应变渗透性全过程试验等方法,对龙湾井田奥陶纪顶部相对隔水层发育特征进行研究。结果表明,龙湾井田奥陶纪顶部沉积发育有稳定的古风化壳,奥陶纪灰岩富水性极弱、渗透率低,相对隔水层厚大于40 m,局部达120 m以上。 展开更多
关键词 相对隔水层 古风化壳 渗透性 富水性 带压开采
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矿井奥灰水带压开采技术分析及防治水措施 被引量:8
11
作者 何志远 索涛涛 《能源与环保》 2021年第7期55-61,共7页
针对奥陶系灰岩含水层富水性强、水压大、水位高等问题,分析了矿井奥灰水带压开采及防治水技术以及井田水文地质条件,确定10、11、13号煤层矿井水文地质类型为中等。研究了奥灰含水层富水特征及煤层底板隔水性能,在正常块段工作面掘进... 针对奥陶系灰岩含水层富水性强、水压大、水位高等问题,分析了矿井奥灰水带压开采及防治水技术以及井田水文地质条件,确定10、11、13号煤层矿井水文地质类型为中等。研究了奥灰含水层富水特征及煤层底板隔水性能,在正常块段工作面掘进过程中受到底板奥灰水的威胁小,是相对安全的;但在构造破坏地带,因断层、陷落柱等具有导水性,在承压区内有可能发生突水,并提出了导水构造、巷道掘进、工作面、底板注浆加固及改造等防水措施。研究为后续矿井安全开采提供了技术支持。 展开更多
关键词 奥灰水 带压开采 水文地质类型 富水性 底板隔水 防治水
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工作面带压开采安全评价及防治水技术实践 被引量:7
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作者 弓远程 《江西煤炭科技》 2020年第2期193-196,共4页
针对荣康煤业带压开采存在突水危险的情况,分析了9+10号煤层、11号煤层底板隔水岩层特征及存在的突水因素,并采用奥灰带压开采“突水系数法”进行理论计算,对矿井突水情况进行了安全评价,最后通过理论计算,确定了针对不同性质断层所留... 针对荣康煤业带压开采存在突水危险的情况,分析了9+10号煤层、11号煤层底板隔水岩层特征及存在的突水因素,并采用奥灰带压开采“突水系数法”进行理论计算,对矿井突水情况进行了安全评价,最后通过理论计算,确定了针对不同性质断层所留设煤柱的宽度要求及底板注浆加固等一系列防治水技术措施。 展开更多
关键词 工作面 承压水 带压开采 安全评 防治水
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岩石变形与渗透率演化关系研究 被引量:6
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作者 张蕊 严磊 +2 位作者 钱自卫 孙希望 刘伟 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期129-135,共7页
针对带压开采煤层底板岩层阻水性问题,进行底板岩体试样伺服渗透试验,分析了岩体试样渗透率与变形破坏演化相互关系。结果表明,全应力-应变过程岩样渗透率可划分为原始空隙渗透率和加载破坏渗透率两种,在压密-弹性段内,岩石的渗透率多... 针对带压开采煤层底板岩层阻水性问题,进行底板岩体试样伺服渗透试验,分析了岩体试样渗透率与变形破坏演化相互关系。结果表明,全应力-应变过程岩样渗透率可划分为原始空隙渗透率和加载破坏渗透率两种,在压密-弹性段内,岩石的渗透率多表现为原始空隙渗透率,稳定破裂-裂纹扩展段内,则多表现为加载破坏渗透率;岩石突增点处应力、应变为峰值点处应力、应变的60%~80%之间,大多数岩石渗透率峰值出现在岩石的峰后阶段,部分出现在岩石峰值点处,少数的岩石渗透率峰值存在于岩石峰值强度之前,且多为软岩;灰岩类和砂岩类岩石变形破坏比泥质岩类岩石更为均匀,用渗透率突增点强度、应变分别与峰值强度、应变的比值或渗透率峰值点处应变与应力峰值点处应变的比值能较好反映岩石渗透率变化规律。 展开更多
关键词 带压开采 渗透性 原始空隙渗透率 加载破坏渗透率
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岩溶水影响下工作面开采突水危险性评价 被引量:6
14
作者 姜鹏 《能源与环保》 2020年第8期27-32,共6页
岩溶水突水发生过程表现为非线性动态特征,且受到多控制因素影响。为了明确大饭铺煤矿61114工作面开采受底板岩溶水的影响程度,基于区域水文地质特征的研究,以岩溶含水层富水性、底板岩层完整性、隔水层厚度、阻水性能、底板采动破坏深... 岩溶水突水发生过程表现为非线性动态特征,且受到多控制因素影响。为了明确大饭铺煤矿61114工作面开采受底板岩溶水的影响程度,基于区域水文地质特征的研究,以岩溶含水层富水性、底板岩层完整性、隔水层厚度、阻水性能、底板采动破坏深度、安全水头、突水系数等多个指标,结合物探综合探测成果,对工作面突水危险性进行评价。综合评价结果显示:矿区虽位于准格尔岩溶水径流区内,工作面带压开采危险性较低,但工作面内部小构造较为发育,物探探测工作面内部存在4处可疑岩溶富水区或导水通道,在回采过程中需提前打钻验证异常区,密切关注隐伏贯穿性导水构造。 展开更多
关键词 岩溶水 带压开采 水化学特征 富水性探测 突水系数 突水危险性
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基于钻孔电阻率法的回采工作面底板水害动态监测应用研究 被引量:6
15
作者 雷凯丽 《中国煤炭》 2020年第1期77-81,共5页
煤矿开采难度逐年加大,地质条件随开采深度增加越来越复杂,带压开采已成为必须面对的问题。分析了自然电位法理论,研究了激励电流及反演方法的原理,电位差和激励电流的变化均可以判定底板岩层裂隙的发育程度及其导水性。针对带压开采工... 煤矿开采难度逐年加大,地质条件随开采深度增加越来越复杂,带压开采已成为必须面对的问题。分析了自然电位法理论,研究了激励电流及反演方法的原理,电位差和激励电流的变化均可以判定底板岩层裂隙的发育程度及其导水性。针对带压开采工作面,分析了视电阻率、自然电位和一次场激励电流的变化规律,实现了数据采集的连续性,且无导通灰岩水的迹象,达到了回采工作面动态预警的目的。应用研究表明,采用钻孔视电阻率法对带压开采工作面底板水害进行连续探测分析,可实现动态监测,为工作面的安全回采提供了有效的地质资料。 展开更多
关键词 钻孔电阻率法 带压开采 自然电位 激励电流 动态监测
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东庞矿6号煤带压开采水文地质安全评价 被引量:6
16
作者 马丽华 《煤炭与化工》 CAS 2020年第2期48-50,54,共4页
为加强东庞矿防治水工作,防止和减少水害事故,保障煤矿职工生命安全,根据《煤矿防治水细则》规定,通过大井法及地质比拟法对东庞矿6号煤层涌水量进行了预计,并进行带压开采安全评价。研究表明,该矿6号煤层正常涌水量为49 m3/h,最大涌水... 为加强东庞矿防治水工作,防止和减少水害事故,保障煤矿职工生命安全,根据《煤矿防治水细则》规定,通过大井法及地质比拟法对东庞矿6号煤层涌水量进行了预计,并进行带压开采安全评价。研究表明,该矿6号煤层正常涌水量为49 m3/h,最大涌水量为77 m3/h;6号煤开采不受上部2号煤采空区积水影响,在-530 m以浅、突水系数小于0.06 MPa/m的区域是可以安全开采的。 展开更多
关键词 水害防治 水文地质 安全评价 带压开采
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下峪口煤矿11~#煤层带压开采可行性研究 被引量:5
17
作者 李泽民 王毅 《煤炭工程》 北大核心 2018年第9期8-11,共4页
针对下峪口煤矿在开采11~#煤层时受到底板奥灰水突水的威胁,分析了下峪口煤矿的含水层、隔水层特征及其充水水源和充水通道,在此基础上运用突水系数法对11~#煤层突水危险性进行评价。研究结果表明:11~#煤层底板隔水层厚度稳定,岩性致密... 针对下峪口煤矿在开采11~#煤层时受到底板奥灰水突水的威胁,分析了下峪口煤矿的含水层、隔水层特征及其充水水源和充水通道,在此基础上运用突水系数法对11~#煤层突水危险性进行评价。研究结果表明:11~#煤层底板隔水层厚度稳定,岩性致密,阻水性能较好;11~#煤层仅井田浅部一水平与以北邻近一水平边界区域煤层底板突水系数小于0.06MPa/m,为带压可采范围,井田大部分区域底板突水系数为大于0.06MPa/m的危险区与大于0.1MPa/m的极危险区,需要谨慎开采。研究结果为下峪口煤矿带压开采提供了理论指导,有利于实现安全、高效生产。 展开更多
关键词 下峪口煤矿 带压开采 突水系数 奥灰水
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新景矿带压开采技术研究 被引量:1
18
作者 赵秀青 《能源与节能》 2024年第2期183-186,共4页
新景矿的煤层都具有良好的隔水层,但是在开采时仍有突水的可能性。因此,为了保证开采的安全性,需要对新景矿的地下水带压开采进行评价。在带压开采评价时,采用了五图-双系数法,双系数的取值均为0.06 MPa/m。研究结果表明,3^(#)、8^(#)、... 新景矿的煤层都具有良好的隔水层,但是在开采时仍有突水的可能性。因此,为了保证开采的安全性,需要对新景矿的地下水带压开采进行评价。在带压开采评价时,采用了五图-双系数法,双系数的取值均为0.06 MPa/m。研究结果表明,3^(#)、8^(#)、9^(#)、15^(#)煤层带压开采时,在井田内双系数均小于0.06 MPa/m,正常情况下,发生突水的可能性极小。可以为煤矿带压开采提供一定的参考。 展开更多
关键词 煤矿防治水 带压开采 突水 五图-双系数法
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何家堡煤业奥灰水带压开采安全性分析评价 被引量:5
19
作者 陈亚飞 《煤矿现代化》 2021年第6期49-51,共3页
本文在对何家堡煤业矿井地质情况和水文地质情况进行分析的基础上,采用突水系数法、安全水头值法2种方法对各可采煤层回采工作面底板奥灰水带压开采情况进行评价,以进行比较佐证结论,为矿井科学合理地进行生产布局提供了前提基础,从而... 本文在对何家堡煤业矿井地质情况和水文地质情况进行分析的基础上,采用突水系数法、安全水头值法2种方法对各可采煤层回采工作面底板奥灰水带压开采情况进行评价,以进行比较佐证结论,为矿井科学合理地进行生产布局提供了前提基础,从而保证整个矿井的安全高效生产。 展开更多
关键词 带压开采 奥灰水突水 突水系数 安全水头
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五龙煤业15号煤层奥灰水带压开采技术研究 被引量:5
20
作者 付聪杰 《煤》 2022年第5期4-6,11,共4页
文章以五龙煤业15号煤层奥灰水带压开采为背景,通过对15号煤底板隔水层、突水条件进行分析,得出15号煤层具备较好的带压开采条件,导水通道是否畅通是受水害威胁与否的决定性因素。根据地质资料计算得出15号煤层最大突水系数为0.066 MPa... 文章以五龙煤业15号煤层奥灰水带压开采为背景,通过对15号煤底板隔水层、突水条件进行分析,得出15号煤层具备较好的带压开采条件,导水通道是否畅通是受水害威胁与否的决定性因素。根据地质资料计算得出15号煤层最大突水系数为0.066 MPa/m,局部存在突水的可能性,并根据带压开采危险程度对15号煤层划分了3个区域,制定了相应的防治水措施。研究结果为矿井15号煤层安全回采奠定了基础。 展开更多
关键词 奥灰水 带压开采 突水系数 隔水层
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