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陕西省煤矿典型水灾隐患特征及治理技术 被引量：2
1
作者 董书宁 樊敏 +5 位作者 郭小铭 刘英锋 郭康 姬中奎 李超峰 薛小渊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期902-916,共15页
陕西省煤炭资源丰富,2022年煤炭产量达7.46亿t,是我国主要产煤省份之一。由于全省煤矿区地质及水文地质条件差异明显,煤矿水灾类型多样,随着近年煤炭开采强度的增大,水灾事故时有发生,防治水形势较为严峻。以煤炭赋存条件为基础,系统总... 陕西省煤炭资源丰富,2022年煤炭产量达7.46亿t,是我国主要产煤省份之一。由于全省煤矿区地质及水文地质条件差异明显,煤矿水灾类型多样,随着近年煤炭开采强度的增大,水灾事故时有发生,防治水形势较为严峻。以煤炭赋存条件为基础,系统总结区域水文地质结构特征,界定典型水灾类型及各类水灾影响区域分布,论述典型水灾的形成机理及特征,并提出了相应的防控技术。研究表明:(1)陕西省主要煤炭产区分为陕北、黄陇、渭北三大区,陕北侏罗纪煤田主要有顶板松散沙层水灾隐患、厚层砂岩水灾隐患、溃水溃沙灾害,局部区域分布有烧变岩对煤矿造成水灾隐患;黄陇煤田主要受顶板巨厚砂岩水灾隐患、离层溃水隐患、泥砂溃涌灾害隐患威胁;陕北石炭—二叠纪煤田和渭北煤田,主要受到煤层底板奥陶系灰岩水灾隐患威胁。(2)陕北侏罗系煤田顶板水灾隐患主要为顶板含水层受开采导水裂隙带扰动形成,导水裂隙波及砂岩含水层或松散沙层可形成持续大流量涌水,部分区域充水强度较大,在短时间水量较大超过排水系统能力时造成顶板水灾,在薄基岩区域垮落带直接导通松散沙层时可转变为溃水溃沙灾害,导水裂隙带影响到烧变岩富水区域时可形成瞬时水量大且持续的烧变岩水灾;黄陇煤田顶板巨厚砂岩含水层受采动导水裂隙带波及形成高强度持续涌水并可能形成顶板水灾,当含水层下部隔水层厚度较大时,可能形成离层溃水灾害,当近煤层顶板岩层松软遇水易崩解时可转变为泥砂溃涌灾害;陕北石炭—二叠纪煤田和渭北煤田,煤层开采底板扰动破坏带或断层等构造导通奥陶系灰岩含水层时,会引发极为严重的底板突水灾害,该类灾害具突发性强、瞬时水量大的特征。(3)各区域的顶板水灾隐患治理技术主要包括钻孔疏泄、注浆治理、开采参数控制等,底板水灾� 展开更多
关键词 陕西省煤矿 溃水溃沙 烧变岩水灾 离层溃水 泥砂溃涌 底板奥灰水灾
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深埋煤层开采顶板泥砂溃涌灾害多源信息评价 被引量：5
2
作者 郭小铭 郭康 刘英锋 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期113-119,128,共8页
深埋煤层采场顶板泥砂溃涌灾害是由于泥岩顶板遇水发生松散崩解,在矿压作用下泥砂集中溃入井下的综合性灾害,其灾害发生受到含水层、矿山压力、地质构造等多因素影响。以黄陇煤田照金煤矿为研究区,在灾害发生机理研究的基础上,讨论了灾... 深埋煤层采场顶板泥砂溃涌灾害是由于泥岩顶板遇水发生松散崩解,在矿压作用下泥砂集中溃入井下的综合性灾害,其灾害发生受到含水层、矿山压力、地质构造等多因素影响。以黄陇煤田照金煤矿为研究区,在灾害发生机理研究的基础上,讨论了灾害发生的主要影响因子,最终选取洛河组含水层富水性、煤层到洛河组含水层距离、宜君组砾岩厚度、煤层上覆杂色泥岩厚度、煤层到杂色泥岩距离、单位面积断层密度、褶皱构造分布和煤层开采厚度8个主控因素,采用层次分析权重赋值方法,确定影响灾害发生的各主控因素权重,构建煤层顶板泥砂溃涌灾害危险性评价数学模型;绘制主控因素专题图并进行栅格赋值,通过信息融合叠加方法将各因素进行叠加,最终形成多源信息融合的照金煤矿煤层顶板泥砂溃涌灾害综合分区。研究结果表明,照金煤矿ZF202工作面所在区域该类灾害发生的危险性高,与实际开采过程中曾发生的"4·25"重大事故发生区域较为吻合,说明本次危险性评价模型构建合理,分区结果可用于指导矿井的开采布设与泥砂溃涌灾害防治。 展开更多
关键词 深埋煤层 泥砂溃涌 多源信息融合 主控因素 评价方法 侏罗纪煤田 照金煤矿
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鄂尔多斯盆地巨厚白垩系下煤层开采突泥溃砂物源及成灾模式 被引量：4
3
作者 李文平 朱厅恩 +2 位作者 王启庆 杨玉茹 杨志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期360-370,共11页
鄂尔多斯盆地是我国煤炭储量最大、煤质优良的富煤区,盆地腹部为厚度达数百米至上千米的巨厚白垩系含水砂岩层覆盖。近年来,随着盆地周边煤炭开采逐渐向腹地延伸,巨厚白垩系覆盖区侏罗系煤炭开采的一些矿井,发生了严重的突泥溃砂事故,... 鄂尔多斯盆地是我国煤炭储量最大、煤质优良的富煤区,盆地腹部为厚度达数百米至上千米的巨厚白垩系含水砂岩层覆盖。近年来,随着盆地周边煤炭开采逐渐向腹地延伸,巨厚白垩系覆盖区侏罗系煤炭开采的一些矿井,发生了严重的突泥溃砂事故,给煤炭安全开采造成严重威胁。通过地质理论分析和区域露头地质调查,认为白垩系底部与中侏罗系顶部接触带(K_(1)/J_(2))存在古风化壳,具备突泥溃砂的地质组成条件。进一步测试分析了古风化壳岩体结构、物质组成、粒度组成、水理性质,进行了点荷载强度试验和原位大型剪切试验;表明古风化壳岩性以泥质砂岩、泥岩为主,岩体结构在垂向上具有全风化土壤层、强风化碎石层、中-弱风化裂隙块石层的分带特征,天然状态下粒度组成以角砾为主,浸水后泥砂颗粒含量明显增大,遇水存在不同程度的泥化、崩解、碎裂性质,总体属于含泥砂量较高的软弱破碎岩体,岩体强度较低,整体性质与松散泥质砂性土类似,是区域上白垩系覆盖区煤炭开采突泥溃砂的主要物质来源。分析了K_(1)/J_(2)古风化壳下采动突泥溃砂的综合水文工程地质条件,给出了隐伏古风化壳识别方法,提出了K_(1)/J_(2)古风化壳下采动突泥溃砂灾害评价工程地质模型。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 白垩系 古风化壳 煤层开采 突泥溃砂 工程地质模型
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深埋煤层开采顶板泥砂溃涌灾害形成机理 被引量：12
4
作者 郭小铭 董书宁 +3 位作者 刘英锋 郭康 杨建 柳昭星 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期889-897,共9页
深埋煤层开采采场顶板泥砂溃涌灾害是近年来侏罗系煤田发生的一种新型水害类型。以黄陇煤田照金煤矿ZF202工作面发生的泥砂溃涌灾害为背景,采用理论分析、现场探查、实验测试以及数值模拟等手段,分析黄陇煤田泥砂溃涌灾害发生的水源、... 深埋煤层开采采场顶板泥砂溃涌灾害是近年来侏罗系煤田发生的一种新型水害类型。以黄陇煤田照金煤矿ZF202工作面发生的泥砂溃涌灾害为背景,采用理论分析、现场探查、实验测试以及数值模拟等手段,分析黄陇煤田泥砂溃涌灾害发生的水源、物源和动力源基础,揭示侏罗系煤田深埋煤层泥砂溃涌灾害的形成机理。研究表明,照金煤矿深埋煤层采场泥砂溃涌灾害发生的主要原因在于煤层顶板侏罗系厚层胶结不良泥岩地层,在白垩系洛河组含水层充水影响下,泥岩地层迅速泥化崩解,从而造成工作面基本顶滑落失稳,发生压架切顶,崩解的松散泥岩层沿切顶通道集中溃入井下采掘空间造成灾害。研究成果为揭示深埋煤层的泥砂溃涌灾害具有重要意义,对后续区域内该类灾害危险评价与防治技术提供依据。 展开更多
关键词 侏罗系煤田 综放开采 泥砂溃涌 形成机理
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构造破碎带滞后突水渗流转换理论与试验研究 被引量：13
5
作者 李文平 刘启蒙 孙如华 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第11期10-13,共4页
为了揭示煤矿构造破碎带易发生滞后大型突水内在机理,寻求其治理理论和试验依据,在收集我国煤矿典型断层和陷落柱滞后型突水实例并分析其特征的基础上,设计进行了高水压下构造破碎带突水模拟试验,得到了不同充填物类型构造破碎带,在1～5... 为了揭示煤矿构造破碎带易发生滞后大型突水内在机理,寻求其治理理论和试验依据,在收集我国煤矿典型断层和陷落柱滞后型突水实例并分析其特征的基础上,设计进行了高水压下构造破碎带突水模拟试验,得到了不同充填物类型构造破碎带,在1～5 MPa的水压下,充填物冲出量、突水量随时间的变化曲线;发现水压小时构造破碎带突水量随时间变化不大、高水压下由小到大变化过程特征。据此进行理论分析认为,高水压条件下构造破碎带突水是一伴随内部组成结构变化的"孔隙流—裂隙流—管道流"渗流类型转换过程,渗流转换是构造破碎带滞后型突水的内在机理;治理构造破碎带大型突水就是改造其管道、裂隙状结构成孔隙介质直至不透水带的过程。 展开更多
关键词 构造破碎带 水压 突泥(砂) 突水 渗流转换
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