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综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度的计算公式及适用性分析 被引量:32
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作者 白利民 尹尚先 李文 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期36-39,共4页
确定煤层顶板导水裂缝带高度可为顶板防治水、采掘工程布置、防水煤柱留设以及瓦斯抽采设计提供依据。采用井下仰孔注水测渗漏法,实测山西西山煤田镇城底矿8煤导水裂缝带高度为57.98 m,其中冒落带高度16.72 m,裂隙带高度41.26 m。依据... 确定煤层顶板导水裂缝带高度可为顶板防治水、采掘工程布置、防水煤柱留设以及瓦斯抽采设计提供依据。采用井下仰孔注水测渗漏法,实测山西西山煤田镇城底矿8煤导水裂缝带高度为57.98 m,其中冒落带高度16.72 m,裂隙带高度41.26 m。依据实测结果并收集了8个矿综采一次采全高中硬覆岩下导水裂缝带高度数据,利用数理统计回归分析的方法,得出了适用于综采一次采全高中硬覆岩下导水裂缝带高度计算的经验公式,并与《煤矿安全规程》中相应经验公式进行对比分析,结果表明,该公式适用性好,而《煤矿安全规程》中有关公式应用于中厚煤层综采一次采全高开采条件预测,其误差较大。 展开更多
关键词 导水裂缝带 井下仰孔注水测渗漏法 回归分析 经验公式
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采动影响陷落柱活化导水规律试验研究 被引量:17
2
作者 李振华 谢晖 +1 位作者 李见波 贺志宏 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期4377-4383,共7页
为研究采动对陷落柱的活化作用,以双柳煤矿工作面穿X15陷落柱为研究对象,采用自行研发的相似模拟试验系统,对上、下组煤开采过程中影响下陷落柱活化导水过程进行相似模拟试验,观测陷落柱周围渗流场及视电阻率的变化规律。研究结果表明:... 为研究采动对陷落柱的活化作用,以双柳煤矿工作面穿X15陷落柱为研究对象,采用自行研发的相似模拟试验系统,对上、下组煤开采过程中影响下陷落柱活化导水过程进行相似模拟试验,观测陷落柱周围渗流场及视电阻率的变化规律。研究结果表明:充水陷落柱周边发育有塑性破坏区和渗透区域,塑性破坏区发育较不规则,渗透区域由下向上逐渐变大,在垂向平面,柱体顶部呈圆弧形状;随着开采工作面与陷落柱接近,采动破坏区逐渐与陷落柱渗透区域联系,陷落柱周边围岩物性发生相应变化,视电阻率变小;当陷落柱周边塑性区与工作面前方塑性区相互贯通时,形成导水通道,工作面发生突水;陷落柱柱体周边的渗透区域随着时间和水压增大而不断扩展,水流的不断冲刷导致下柱体的塑性破坏区不断扩大,塑性破坏区发育程度与水压呈正相关关系。 展开更多
关键词 采动影响 陷落柱 活化导水 渗透区域 塑性区 相似模拟
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万利一矿煤层群开采覆岩导水裂隙带高度研究 被引量:7
3
作者 智国军 刘润 +3 位作者 杨瑞刚 曹志国 鞠金峰 赵富强 《煤炭工程》 北大核心 2021年第10期106-110,共5页
为了获得万利一矿浅埋煤层群大采高开采条件下的覆岩导水裂隙发育高度,采用理论预计与工程探测相结合的方法开展研究。基于关键层理论研究形成了适用于煤层群开采条件的导水裂隙带高度预计方法,并判断得出,上部3-1煤开采后覆岩导水裂隙... 为了获得万利一矿浅埋煤层群大采高开采条件下的覆岩导水裂隙发育高度,采用理论预计与工程探测相结合的方法开展研究。基于关键层理论研究形成了适用于煤层群开采条件的导水裂隙带高度预计方法,并判断得出,上部3-1煤开采后覆岩导水裂隙将发育至基岩顶界面,后续再次开采下部4-2煤,导水裂隙带顶界高度不再增加;理论预计结果得到了现场钻孔工程探测的验证。钻孔冲洗液漏失、孔内水位变化以及钻孔电视观测结果表明,两煤层重复开采引起的导水裂隙已发育至地表,对应导水裂隙带高度为170m;上下煤层开采的垮落带高度分别为21m和18m,对应垮采比分别为4.2和3.8。研究结果可为类似开采条件下的保水采煤实践提供依据。 展开更多
关键词 浅埋煤层 煤层群开采 导水裂隙 垮落带 关键层
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断层破碎带注浆加固防治水技术应用 被引量:6
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作者 张家贵 《山西化工》 2021年第6期176-178,共3页
DF102断层具有导水性,为了确保3506巷安全掘进过DF102断层,提出采用注浆加固方式提高断层破碎带岩体强度并封堵导水裂隙。依据3506巷、DF102断层条件,采用双液高压注浆方式在巷道掘进面前方形成止水帷幕,在掘进迎头进行注浆对破碎岩体... DF102断层具有导水性,为了确保3506巷安全掘进过DF102断层,提出采用注浆加固方式提高断层破碎带岩体强度并封堵导水裂隙。依据3506巷、DF102断层条件,采用双液高压注浆方式在巷道掘进面前方形成止水帷幕,在掘进迎头进行注浆对破碎岩体进行加固,通过两次注浆不仅可封堵断层破碎带导水裂隙同时可为巷道掘进安全创造良好条件。现场应用后,巷道耗时85 d通过断层破碎带,同时掘进期间巷道涌水量控制在1.05 m^(3)/d以内,取得较为显著的注浆加固防治水效果。 展开更多
关键词 导水断层 破碎带 注浆加固 防治水
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回采巷道掘进过断层破碎带防治水技术研究
5
作者 王晓强 《山西化工》 CAS 2023年第7期161-162,180,共3页
巷道掘进过导水断层时容易出现围岩淋水量大、涌水甚至突水等情况,制约巷道掘进效率并存在较大的安全风险。以3500运输巷掘进过F23断层为工程实例,提出综合采用超前注浆、强化支护以及壁后注浆方式进行防治水,通过超前注浆实现掘进轮廓... 巷道掘进过导水断层时容易出现围岩淋水量大、涌水甚至突水等情况,制约巷道掘进效率并存在较大的安全风险。以3500运输巷掘进过F23断层为工程实例,提出综合采用超前注浆、强化支护以及壁后注浆方式进行防治水,通过超前注浆实现掘进轮廓线外20 m以及底板30 m范围内加固、封堵,在原有锚网索支护基础上采用U型钢架补强支护降低围岩变形量、避免产生新的导水裂隙,通过壁后注浆实现淋水点封堵。现场应用后,3500运输巷得以安全通过F23断层破碎带,在后续使用断层破碎带段未有涌水情况,取得较好的防治水效果。 展开更多
关键词 巷道掘进 防治水 导水断层 断层破碎带 超前注浆
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似膏体充填开采导水断裂带高度确定方法研究 被引量:3
6
作者 张凤岩 《煤炭工程》 北大核心 2016年第2期59-61,共3页
为深入研究充填开采覆岩的断裂带高度发育特征,采用砌体梁力学模型和材料力学理论相结合的研究方法,提出了充填开采导水断裂带发育高度的计算方法,利用该方法对红阳煤矿10803工作面覆岩断裂带高度进行计算,得到其覆岩断裂带高度为13.38m... 为深入研究充填开采覆岩的断裂带高度发育特征,采用砌体梁力学模型和材料力学理论相结合的研究方法,提出了充填开采导水断裂带发育高度的计算方法,利用该方法对红阳煤矿10803工作面覆岩断裂带高度进行计算,得到其覆岩断裂带高度为13.38m;并采用物探技术对10803工作面覆岩断裂带范围进行探测验证,探测结果为13.2m。理论计算结果和物探结果高度吻合,说明采用砌体梁力学模型和材料力学相结合的方法分析覆岩断裂带范围方法正确可行。 展开更多
关键词 似膏体充填开采 导水断裂带 离层高度 坚硬岩层 隔水岩层 钻孔探测
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逐阶段安全提高巨厚松散含水层下煤层开采上限研究 被引量:3
7
作者 王虎 岳建华 +1 位作者 姜志海 孙红卫 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期61-63,67,共4页
为最大限度回收煤炭资源,安全缩小防水煤柱,针对淮北矿区煤层普遍上覆巨厚第四系松散含水层,煤层顶板不稳定情况,淮北刘东煤矿把提高开采上限工作分为防水、防砂两个阶段推进。首先通过研究分析西三采区第四系底部含水层和黏土隔水层等... 为最大限度回收煤炭资源,安全缩小防水煤柱,针对淮北矿区煤层普遍上覆巨厚第四系松散含水层,煤层顶板不稳定情况,淮北刘东煤矿把提高开采上限工作分为防水、防砂两个阶段推进。首先通过研究分析西三采区第四系底部含水层和黏土隔水层等水文地质资料,确定西31000工作面第四系底部含水层为弱富水性,水体采动等级为Ⅱ级;然后通过数值模拟、物理模拟和对比分析等方法研究开采后的覆岩破坏高度,并与井下实际观测值进行对比,确定西31000工作面采后导水裂缝带的发育高度为41.3 m;据此提出了安全、合理的防水开采上限高度。安全回采后,成功解放呆滞储量22万t,为下一步进行防砂安全开采打下了良好的基础。 展开更多
关键词 开采上限 防水煤柱 导水裂缝带 巨厚松散层
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保水采煤研究30年回顾与展望 被引量:105
8
作者 范立民 马雄德 +2 位作者 蒋泽泉 孙魁 冀瑞君 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1-30,共30页
煤炭是我国工业化过程中最重要的能源,在我国经济发展中一直发挥着重要作用。但所有工业化国家所面临的一个主要问题是矿区环境退化,短期的经济利益都是以巨大的环境损失为代价获得的。保水采煤是针对陕北侏罗纪煤田开发过程中出现的环... 煤炭是我国工业化过程中最重要的能源,在我国经济发展中一直发挥着重要作用。但所有工业化国家所面临的一个主要问题是矿区环境退化,短期的经济利益都是以巨大的环境损失为代价获得的。保水采煤是针对陕北侏罗纪煤田开发过程中出现的环境问题而提出的科学采矿思路与方法,在过去20多年的时间中有了长足的发展。回顾了煤田发现历程,分析了其资源特征,重点强调了煤炭开发过程中出现的突出环境问题,如土地荒漠化和水资源供需矛盾。简述了保水采煤问题的提出和发展过程,解释了保水采煤的概念及科学内涵。以CNKI文献检索结果为准,详细梳理了围绕保水采煤问题而开展的科研项目、发表的论文、论著及学术会议,并指出了该领域主要关键科学问题。进一步介绍了矿区生态水位及阈限研究、浅埋煤层岩层控制、导水裂隙带发育高度、保水开采条件分区、保水采煤技术及地下水监测网建设等方面取得的主要成果。保水采煤是维护和提升矿山生态系统功能和环境质量的重要手段,必须长期坚持,持续实施。今后保水采煤技术工程实施,需要深入贯彻落实"山水林田湖草是一个生命共同体"重要理念,推广试点工程成功经验和实践模式,全方位推进国土空间的生态保护修复。 展开更多
关键词 保水采煤 神府煤田 生态水位 导水裂隙带
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保水采煤面临的科学问题 被引量:59
9
作者 范立民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期667-674,共8页
保水采煤理念是基于榆神府矿区开发初期采煤引起的潜水位下降、植被退化而提出的。经过多年理论研究和工程实践,已初步建立了保水采煤技术体系,有效指导了生态脆弱矿区煤炭资源开采和生态环境保护。在国家关于生态文明建设标准日益提高... 保水采煤理念是基于榆神府矿区开发初期采煤引起的潜水位下降、植被退化而提出的。经过多年理论研究和工程实践,已初步建立了保水采煤技术体系,有效指导了生态脆弱矿区煤炭资源开采和生态环境保护。在国家关于生态文明建设标准日益提高的格局下,我国西部干旱半干旱地区煤水资源共生区生态环境保护面临历史考验。首先综述了保水采煤技术取得的成果,认为地质条件探查、岩层移动、保水采煤方法等方面的研究基本解决了单煤层开采中存在的突出问题,而生态脆弱矿区水与生态约束和生态修复与重构方面的研究滞后。其次探讨了保水采煤领域中5个紧密相关的科学问题,包括矿区依赖地下水的植被对煤层开采的约束程度的识别、量化及监测,大采高和重复采动条件下导水裂隙带高度探测与预测方法,有效隔水层厚度的量化与评价,大采高和重复采动条件下采动岩层(覆岩)控制及矿山生态环境影响机制、矿山生态损害监测与评价、矿山土地复垦与生态重建技术、生态修复策略及效果评价等。在新形势下,矿区生态环境保护的责任和任务重大,有待于投入更多研究来支撑我国西部矿山保水采煤理论与技术的突破,促进绿色矿区建设。 展开更多
关键词 科学开采 保水采煤(保水开采) 导水裂隙带 生态重构
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煤层采动覆岩破坏规律与控制技术研究进展 被引量:41
10
作者 张玉军 张志巍 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期85-97,共13页
采动覆岩破坏规律与控制技术是煤矿安全生产、地表防护、地下水资源保护的重要基础。从水体下采煤视角,重点介绍了采动覆岩破坏规律和控制技术的发展现状及最新研究成果。包括采动覆岩破坏结构演化及破坏特征,覆岩破坏类型及形态,覆岩... 采动覆岩破坏规律与控制技术是煤矿安全生产、地表防护、地下水资源保护的重要基础。从水体下采煤视角,重点介绍了采动覆岩破坏规律和控制技术的发展现状及最新研究成果。包括采动覆岩破坏结构演化及破坏特征,覆岩破坏类型及形态,覆岩破坏发育规律及预计方法,重点论述了不同开采工艺和特殊地质以及高强度开采条件下的覆岩破坏规律及预计方法;介绍了覆岩破坏实测方法,表明探测手段已由传统的单一技术向着钻探和物探多手段结合,地面和井下相结合,传统手段与微震监测,微电阻率扫描,光纤测试等新技术专业解释相结合等方向发展;从三下采煤角度阐述了覆岩破坏控制技术的进展。研究与实践表明:经过近60年的研究与实践,我国已经形成了较为完整的采动覆岩破坏与控制体系,为煤矿安全、高效、绿色开采提供了可靠的技术保障。最后,提出了采动覆岩破坏规律和控制技术的未来发展趋势。研究认为我国深部矿井、高强度开采、西部特殊地质条件,低损害以及智能化等将成为未来采动覆岩破坏及控制技术研究领域的焦点和发展方向。 展开更多
关键词 覆岩破坏 导水裂缝带 岩层控制 低损害
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鄂尔多斯盆地侏罗系煤田导水裂隙带高度预测及顶板充水模式 被引量:40
11
作者 薛建坤 王皓 +3 位作者 赵春虎 杨建 周振方 李德彬 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1222-1230,共9页
确定顶板含水层充水模式是顶板水害科学防治及保水采煤的基础,而导水裂隙带高度预测是关键,提高预测精度是研究的难点。以鄂尔多斯盆地侏罗系煤田为研究区域,以33个实测导水裂隙带高度样本为依据,基于粒子群(PSO)-支持向量机回归(SVR)... 确定顶板含水层充水模式是顶板水害科学防治及保水采煤的基础,而导水裂隙带高度预测是关键,提高预测精度是研究的难点。以鄂尔多斯盆地侏罗系煤田为研究区域,以33个实测导水裂隙带高度样本为依据,基于粒子群(PSO)-支持向量机回归(SVR)的研究方法,构建了区域导水裂隙带高度预测模型。选择拟合优度R2、均方根误差RMSE为误差分析指标,通过对比PSO-SVR导高模型预测值与经验公式预测值,定量评价了PSO-SVR导高模型的预测精度,利用该模型预测了3个矿的导水裂隙带高度。研究结果表明:PSO-SVR导高模型预测值比经验公式预测值拟合优度提高0.10,均方根误差降低41.93,预测值与实测值较接近,与经验公式相比,提高了导水裂隙带高度预测精度。最后统计分析了研究区典型水文地质结构特征,按煤层埋深及含(隔)水层结构,划分了研究区3种水文地质结构类型:浅埋薄基岩厚松散含水层结构、中埋深厚基岩含水层结构、深埋巨厚复合基岩含水层结构。依据导水裂隙带预测结果及顶板水文地质结构类型,建立了研究区3种顶板含水层充水模式:浅埋松散含水层充水、中埋深厚砂岩含水层充水、深埋巨厚砂砾岩含水层充水。研究成果对于鄂尔多斯盆地侏罗系煤田顶板水害防治及保水采煤具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 水害防治 保水采煤 导水裂隙带高度 粒子群-支持向量机回归
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综采放顶煤导水裂缝带发育规律分析 被引量:34
12
作者 杨建立 滕永海 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第12期100-102,共3页
为了研究潞安矿区综采放顶煤条件下覆岩破坏规律和导水裂缝带发育规律,在王庄煤矿6206综放工作面施工了3个"两带"高度观测孔,进行了系统的观测研究,取得了冒落带、导水裂缝带发育高度,求取了预测导水裂缝带最大高度的经验公... 为了研究潞安矿区综采放顶煤条件下覆岩破坏规律和导水裂缝带发育规律,在王庄煤矿6206综放工作面施工了3个"两带"高度观测孔,进行了系统的观测研究,取得了冒落带、导水裂缝带发育高度,求取了预测导水裂缝带最大高度的经验公式。结果表明,综采放顶煤条件下导水裂缝带异常发育,在同样采高的条件下导水裂缝带最大高度比分层综采增大1.32倍,比普采增大2.23倍,发育形态仍成"马鞍型"。综采放顶煤条件下裂高采高比平均为19.75,与普采、分层综采初次采动条件下的裂高采高比相近,基本符合初次采动导水裂缝带的发育规律。 展开更多
关键词 综采放顶煤 导水裂缝带 发育规律
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浅埋煤层开采覆岩破坏与导水裂隙带发育高度研究 被引量:32
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作者 侯恩科 张萌 +4 位作者 孙学阳 姜钰泉 谢晓深 王建文 高利军 《煤炭工程》 北大核心 2021年第11期102-107,共6页
浅埋煤层覆岩破坏规律及裂隙发育特征与煤矿安全开采密切相关。为了研究浅埋煤层开采上覆岩层的扰动破坏规律与导水裂隙带发育特征,以柠条塔井田南翼2;煤S1233工作面为研究对象,通过相似材料模拟与数值模拟方法,对覆岩破坏规律及裂隙发... 浅埋煤层覆岩破坏规律及裂隙发育特征与煤矿安全开采密切相关。为了研究浅埋煤层开采上覆岩层的扰动破坏规律与导水裂隙带发育特征,以柠条塔井田南翼2;煤S1233工作面为研究对象,通过相似材料模拟与数值模拟方法,对覆岩破坏规律及裂隙发育特征进行了研究。相似模拟实验表明,S1233工作面的初次来压步距约为60m,周期来压步距约为16m,导水裂隙带高度发育至地表,达165m,裂采比为27.5。数值模拟实验表明,导水裂隙带发育过程分为孕育、发生与缓增、突增及稳定4个阶段,导水裂隙带最终发育至地表,达165m,裂采比为27.5。参考柠条塔煤矿北翼现场钻孔实测结果,综合确定南翼2;煤开采裂采比大于27.5。研究成果可为浅埋煤层开采矿井水害防治和水资源保护提供指导。 展开更多
关键词 浅埋煤层 覆岩破坏 相似模拟 导水裂隙带高度
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海下综放开采防水安全煤岩柱厚度的确定 被引量:16
14
作者 陈佩佩 刘鸿泉 张刚艳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期875-880,共6页
针对龙口海域下开采的实际情况,分析了海域扩大区水文地质条件,收集整理国内13个矿区综放开采导水裂缝带高度实测数据,选取采厚、基岩柱厚度、倾角、顶板单轴抗压强度、泥岩比例和覆岩结构6种因素作为导水裂缝带发育高度预测模型的影响... 针对龙口海域下开采的实际情况,分析了海域扩大区水文地质条件,收集整理国内13个矿区综放开采导水裂缝带高度实测数据,选取采厚、基岩柱厚度、倾角、顶板单轴抗压强度、泥岩比例和覆岩结构6种因素作为导水裂缝带发育高度预测模型的影响因子,建立导水裂缝带高度预测模型,并对不同采厚条件下导水裂缝带高度进行了预测;应用FLAC软件进行了断层条件下覆岩破坏规律的模拟,计算了不同落差、不同倾角的正断层对导水裂缝带发育高度的影响,得出在软弱覆岩类型综采工作面(采厚4.4 m)有正断层(倾角45-65°)、落差小于6.0 m的情况下,导水裂缝带发育高度较之正常地质条件下增大14.4%-22.2%.提出了综合考虑断层和正常条件的防水安全煤岩柱设计,确定在海域放顶煤开采正常覆岩条件下防水安全煤岩柱厚度为55.5 m;受断层影响条件下,防水煤岩柱厚度为62.5 m. 展开更多
关键词 综放开采 防水安全煤岩柱 导水裂缝带 人工神经网络
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鄂尔多斯盆地侏罗系煤田保水开采技术与应用 被引量:14
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作者 张玉军 宋业杰 +6 位作者 樊振丽 尹希文 赵秋阳 张风达 甘志超 张志巍 李友伟 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期159-168,共10页
煤炭是我国能源安全的压舱石,在保障煤炭资源开发安全的前提下,最大程度地实现对水资源的保护,是黄河流域煤炭工业高质量发展面临的重大科学难题。以鄂尔多斯盆地侏罗系煤田为背景,对不同水文地质和采矿条件下覆岩结构类型、导水裂缝带... 煤炭是我国能源安全的压舱石,在保障煤炭资源开发安全的前提下,最大程度地实现对水资源的保护,是黄河流域煤炭工业高质量发展面临的重大科学难题。以鄂尔多斯盆地侏罗系煤田为背景,对不同水文地质和采矿条件下覆岩结构类型、导水裂缝带发育规律、地表裂缝分布特征、采动隔水层稳定性以及疏控水方案等方面进行了系统研究。针对厚基岩浅层地下水保护,监测分析了导水裂缝带与地表裂缝发育特征及其连通性,研究了保证隔水层稳定性的保水开采技术;针对浅埋薄基岩厚土层条件下的地表水体保护,探讨了黏土隔水层对导水裂缝带的抑制作用和采动影响下的阻水特性,研究了基于采动黏土阻水效应的保水开采技术;针对深部多重高压含水层,提出了"先疏后采与边采边疏相结合"的疏控水技术,实现了安全开采前提下的最大程度的对水资源的保护。 展开更多
关键词 保水开采 导水裂缝带 地裂缝 阻水效应 控水开采
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导水断层破碎带注浆浆液扩散机制试验研究 被引量:12
16
作者 董书宁 柳昭星 +4 位作者 王皓 刘其声 朱明诚 郭小铭 朱博 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期174-183,共10页
煤层底板突水往往由于揭露导水断层破碎带而引起,但由于导水断层破碎带浆液扩散机制不清,致使在注浆过程中钻孔轨迹与断层倾向关系、浆液水灰比和注浆压力等重要参数选择盲目,注浆加固效果不佳。针对上述问题,研发设计变倾角可视化三维... 煤层底板突水往往由于揭露导水断层破碎带而引起,但由于导水断层破碎带浆液扩散机制不清,致使在注浆过程中钻孔轨迹与断层倾向关系、浆液水灰比和注浆压力等重要参数选择盲目,注浆加固效果不佳。针对上述问题,研发设计变倾角可视化三维断层破碎带注浆模拟试验系统,基于该试验平台,开展了不同断层倾角、浆液水灰比和注浆压力的导水断层破碎带注浆模拟试验,结果得到:当注浆压力增大至一定值时开始出现浆液驱替承压水现象,出现驱替现象的注浆压力随着倾角的增加或浆液水灰比的减小而增大;当断层破碎带内部压力增加到一定程度后,驱替现象稳定,注浆压力与承压水达到平衡状态;利用水平孔在不同断层倾角、浆液水灰比和注浆压力条件下注浆时,浆液均先沿着破碎带孔隙通道运移到断层底部,在底部积聚到一定程度后呈现自下而上的不断驱替承压水的运移现象,而且浆液运移至断层底部的时间随着断层倾角的增加或浆液水灰比的减小而减小,驱替承压水运移的速度随着注浆压力的增加而增大。研究结果有助于导水断层破碎带注浆加固参数的选取。 展开更多
关键词 底板水害 物理模拟试验 导水断层破碎带 水平注浆孔 浆液扩散机制
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巨厚松散层下煤层开采的抗渗透性破坏和煤柱安全性研究——以口孜东矿为例 被引量:12
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作者 丁甲 董东林 +2 位作者 胡志强 张陇强 张百伟 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期1071-1083,共13页
随着深部煤炭资源的枯竭,浅部煤层上巨厚松散层水体成为淮南矿区不可忽视的安全隐患,预留煤柱的安全性评价显得尤为重要。本文以口孜东井田为例,通过全面系统地收集整理口孜东矿近年来井上、下补充探查、矿井水动态长期观测、井下采掘... 随着深部煤炭资源的枯竭,浅部煤层上巨厚松散层水体成为淮南矿区不可忽视的安全隐患,预留煤柱的安全性评价显得尤为重要。本文以口孜东井田为例,通过全面系统地收集整理口孜东矿近年来井上、下补充探查、矿井水动态长期观测、井下采掘工程揭露的地质和水文地质资料,通过数值模拟和理论分析方法得出以下几点认识。(1)以矿区经典块段的钻孔柱状图为依据,建立基于FLAC3D的力学模型,按步长模拟工作面回采,通过观察分析位移云图、最大主应力图、塑性破坏图来认识开采覆岩破坏规律并分析导水裂隙带高度约为56.6 m,导水裂隙带无法发育至含水层高度;(2)根据口孜东矿的水文地质资料,建立基于GMS(Groundwater Modeling System)的水文地质模型,采动引起的覆岩弯曲变形导致了其垂向渗透系数和水力梯度发生变化,将FLAC3D中采动对模型产生的应力影响作为依据,将应力大小转化为弯曲带的垂向渗透系数作为变量在GMS模型中体现出来,校核模型准确性并观察开采前后的渗流场变化,发现渗流场产生的变化非常微小,也保证了留设煤柱的安全性;(3)分析涌水溃砂的控制因素,结合矿区抽水试验数据,利用计算机建立迭代计算程序,计算四含与红层的临界水力梯度分别为Jcr四含=1.66、Jcr红层=1.62,得出各个点位的临界水头高度取值范围在10~25 m之间,远低于实际水头值,从抗渗透性破坏方面评价了煤柱的安全性。目前在含水层下开采煤层时防水煤柱的留设依据主要是采高、煤层倾角、顶板岩性及其力学性质等因素,而未考虑含水层的水理性质及其在渗流场发生变化后的改变,亦未考虑基岩风化层的上述性质,本文通过对巨厚松散层下开采的覆岩破坏规律、含水层渗流场变化及抗渗透性破坏的联合研究,为评价煤柱的安全性提供了科学的方法和依据。 展开更多
关键词 导水裂隙带 临界水力梯度 安全煤岩柱 渗透性破坏
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P波各向异性检测在采空区导水裂隙带探测中的应用 被引量:12
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作者 申涛 袁峰 +3 位作者 宋世杰 马丽 薛海军 汶小刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期197-202,共6页
为了研究工作面导水裂隙带发育情况,在陕北某煤矿进行了宽方位角、小面元、高覆盖的三维地震勘探。受地震勘探精度限制,传统方法很难对裂隙发育情况进行描述。引入P波各向异性检测技术对导水裂隙带进行研究。首先,将不同方位角地震数据... 为了研究工作面导水裂隙带发育情况,在陕北某煤矿进行了宽方位角、小面元、高覆盖的三维地震勘探。受地震勘探精度限制,传统方法很难对裂隙发育情况进行描述。引入P波各向异性检测技术对导水裂隙带进行研究。首先,将不同方位角地震数据进行叠加、偏移处理;之后在不同方位角偏移数据上进行蚂蚁追踪,利用蚂蚁追踪数据进行各向异性检测。经各向异性检测认为裂隙发育强度与距煤层顶板距离成反比,裂隙最大发育高度为118 m。通过各向异性数据与地震振幅数据结合分析认为研究区导水裂隙尚未发育到风化基岩面,未导通萨拉乌苏组含水层。应用实践表明,P波方位各向异性裂隙检测方法能够准确预测导水裂隙带的裂隙分布特征及发育高度。 展开更多
关键词 各向异性检测 宽方位角 蚂蚁追踪 导水裂隙带
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侏罗系特厚煤层综放开采顶板导水裂隙带发育特征研究 被引量:7
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作者 岳宁 李申龙 +4 位作者 王怀顺 田家威 王岗 杨志 王振康 《煤炭工程》 北大核心 2023年第1期59-64,共6页
以金鸡滩煤矿117综放开采工作面为研究对象,通过光纤监测、采后钻孔冲洗液漏失量观测与拟合计算相结合的方法,研究陕北侏罗系特厚煤层综放开采所诱发顶板覆岩导水裂隙带动态发育规律特征,构建导水裂隙带最大高度预测模型。现场监测显示... 以金鸡滩煤矿117综放开采工作面为研究对象,通过光纤监测、采后钻孔冲洗液漏失量观测与拟合计算相结合的方法,研究陕北侏罗系特厚煤层综放开采所诱发顶板覆岩导水裂隙带动态发育规律特征,构建导水裂隙带最大高度预测模型。现场监测显示117工作面综放开采导水裂隙带最大高度220.82~223.75m,平均裂采比20.21,预测模型计算结果与其平均相对误差2.96%。研究结果能够进一步为陕北地区煤矿特厚煤层安全开采防治顶板水害提供科学借鉴。 展开更多
关键词 侏罗系煤层 浅埋特厚煤层 综放开采 导水裂隙带 现场实测
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上覆煤层采空区积水探放水设计可行性研究 被引量:10
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作者 辛志强 《煤炭工程》 北大核心 2019年第S1期31-34,共4页
针对磁窑沟煤业13#煤层13101首采工作面上覆10-2#煤层采空区积水分布情况进行分析,并对垮落带及导水裂隙带高度计算进行了深入的研究,按照10-2#煤层采空区位置,分别在13101回风巷和13101运输巷布置探放水硐室进行探放水钻探施工,对探放... 针对磁窑沟煤业13#煤层13101首采工作面上覆10-2#煤层采空区积水分布情况进行分析,并对垮落带及导水裂隙带高度计算进行了深入的研究,按照10-2#煤层采空区位置,分别在13101回风巷和13101运输巷布置探放水硐室进行探放水钻探施工,对探放水设计方案进行了详细的阐述,并对探放水效果进行了分析,论证了探放水设计方案的可行性,预计研究成果可以为煤矿采空区积水合理的探放水设计提供一些参考. 展开更多
关键词 采空区积水 探放水设计 导水裂隙带
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