巨厚低渗含水层下厚煤层顶板水害机理与防治 被引量：25

1

作者 李宏杰 陈清通 牟义 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第10期28-31,共4页

为得到巨厚低渗含水层下顶板水害形成机理,采用钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔电视观测和物探等勘查及数值模拟方法对其进行研究。结果表明:覆岩存在巨厚低渗砂岩含水层,下伏泥岩隔水层,覆岩裂采比为12.51,波及到该砂岩含水层,这为突水提... 为得到巨厚低渗含水层下顶板水害形成机理,采用钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔电视观测和物探等勘查及数值模拟方法对其进行研究。结果表明:覆岩存在巨厚低渗砂岩含水层,下伏泥岩隔水层,覆岩裂采比为12.51,波及到该砂岩含水层,这为突水提供了水源和通道等内在条件。通过矿井瞬变电磁法探测及数值模拟研究,确定砂岩和泥岩软硬组合结构在采动条件下,扰动泥岩重塑形成离层储水空间,当离层积水量达到一定程度后,伴随着基本顶的周期来压及大面积垮落,离层水包破裂并瞬间溃入矿井,造成突水灾害。在此基础上,总结了开采过程中对离层水进行有效疏放的方法与经验,为类似水害防治提供了借鉴。 展开更多

关键词 顶板水害 离层水 突水机理 “两带”高度 水害防治

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无煤柱自成巷开采理论与110工法 被引量：12

2

作者 何满潮 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期869-881,共13页

我国能源资源禀赋的特点决定了煤炭在今后相当长一段时间内仍将是我国的战略支柱能源,在能源强国建设方面具有重要的地位和作用。目前,我国井工煤矿普遍采用长壁留煤柱开采方式,存在资源浪费、巷道掘进量大、灾害频发及环境破坏等问题... 我国能源资源禀赋的特点决定了煤炭在今后相当长一段时间内仍将是我国的战略支柱能源,在能源强国建设方面具有重要的地位和作用。目前,我国井工煤矿普遍采用长壁留煤柱开采方式,存在资源浪费、巷道掘进量大、灾害频发及环境破坏等问题。在系统总结我国煤炭地下开采发展历程的基础上,基于钱鸣高院士的“砌体梁”理论和宋振骐院士的“传递岩梁”理论,笔者提出了切顶短臂梁力学模型及平衡开采理论,明确了切顶碎胀充填卸压的力学机理,构建了无煤柱自成巷110工法配套工艺及关键技术。在此基础上,系统总结了110工法现场推广应用的效果,探讨了在综采放顶煤、高瓦斯煤层、冲击地压等复杂开采条件下,采用无煤柱自成巷110工法实现灾害源头治理的有效性。 展开更多

关键词 无煤柱自成巷 切顶卸压 碎胀充填 平衡开采 灾害防控

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永陇矿区松软富水顶板灾变机理与防控研究 被引量：11

3

作者 娄金福 徐刚 +4 位作者 林青 李正杰 乔伟 王涛 王之永 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第7期10-18,共9页

针对黄陇侏罗纪煤田采场出水压架灾害频发的现状,以永陇矿区4个综放工作面为工程背景,围绕松软富水地层覆岩破断与顶板来压特征、离层水致灾机理及灾害预警防控开展了现场跟班实测与理论研究。研究结果表明:覆岩关键层运移破断与采场矿... 针对黄陇侏罗纪煤田采场出水压架灾害频发的现状,以永陇矿区4个综放工作面为工程背景,围绕松软富水地层覆岩破断与顶板来压特征、离层水致灾机理及灾害预警防控开展了现场跟班实测与理论研究。研究结果表明:覆岩关键层运移破断与采场矿压及离层水害存在因果关系。由于破断步距大、控制岩层组厚度大,复合关键层破断导致采场大周期来压显现异常强烈;所控岩层组断裂下沉后在洛河组含水层底部产生离层空间。受到离层水压和含水层持续补给等双重作用,离层积水越层下泄引发采场出水。基于以上认识,在实践中探索并完善了离层水害防控对策,构建了以"大周期来压、支架阻力高位预警、水位降速、宏观矿压显现异常"为主的出水压架预警机制;建立了以危险区域划分、采放工艺优化及工作面日常管控为主的防控体系。研究成果已成功指导了多个工作面的顶板水害防控,对类似地层条件的矿井具有良好的示范效应。 展开更多

关键词 黄陇侏罗纪煤田 永陇矿区 富水顶板 离层积水 出水压架灾害 复合关键层 水害防治

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柠条塔矿S1210工作面顶板水害综合立体探测技术 被引量：6

4

作者 邵红旗 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第4期81-83,87,共4页

气候干旱、地处毛乌素沙漠边缘的侏罗纪煤田-柠条塔煤矿S1210工作面回采推进约61 m时,发生了涌水强度大(初始1 200 m3/h后稳定在1 000 m3/h)、持续时间长(约2个月)的大型顶板涌水水害。打破了水文地质条件简单、2-2煤上覆侏罗系砂岩地... 气候干旱、地处毛乌素沙漠边缘的侏罗纪煤田-柠条塔煤矿S1210工作面回采推进约61 m时,发生了涌水强度大(初始1 200 m3/h后稳定在1 000 m3/h)、持续时间长(约2个月)的大型顶板涌水水害。打破了水文地质条件简单、2-2煤上覆侏罗系砂岩地层富水性弱、透水性差等传统认识。基于对该区水文地质条件的重新分析和认识,提出并实施一种将地质调查、钻探、物探、化探及水文实时监测等技术手段有机地结合为一体的井上下综合立体探测技术。探查分析了涌水水源,利用同位素测试技术分析了该区水文循环途径,进而对该面的整体水文地质条件进行了分析,为该面水害治理方案制定提供技术分析依据。 展开更多

关键词 水文地质条件 顶板涌水水害 防治水 实时监测 综合立体探测技术

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冲沟地貌近距下位煤层综放面进出煤柱期间顶板结构稳定性研究 被引量：4

5

作者 石花军 《煤炭工程》 北大核心 2022年第6期64-69,共6页

针对冲沟地貌条件下近距离煤层群下位煤层综放面进出煤柱期间矿压显现剧烈问题,以上榆泉煤矿9^(#)、10^(#)煤层为工程背景,采用数值模拟方法分析了上位9^(#)煤层遗留煤柱集中应力的分布规律,探究了下位10^(#)煤层综放工作面进出煤柱期... 针对冲沟地貌条件下近距离煤层群下位煤层综放面进出煤柱期间矿压显现剧烈问题,以上榆泉煤矿9^(#)、10^(#)煤层为工程背景,采用数值模拟方法分析了上位9^(#)煤层遗留煤柱集中应力的分布规律,探究了下位10^(#)煤层综放工作面进出煤柱期间采动应力与煤柱集中应力的叠加效应,结合工作面进出煤柱顶板结构模型,明确了顶板结构失稳方式为回转失稳与滑落失稳,回转角度与岩层断裂度为失稳的关键影响因素,针对顶板块体破坏方式提出煤柱下掘进工艺巷和减小采厚两种的进出煤柱期间压架灾害防治措施。可为冲沟地貌近距离煤层开采顶板控制与灾害防治提供借鉴。 展开更多

关键词 冲沟地貌 煤层群 综放开采 遗留煤柱 应力演化 顶板结构 灾害防治

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浅埋煤层薄基岩富水区域综采面初采安全技术与应用 被引量：3

6

作者 李建军 刘文岗 《煤炭工程》 北大核心 2018年第6期85-88,共4页

鉴于哈拉沟煤矿22206工作面浅埋深、薄基岩及富水区域的复杂条件,为预防顶板切落、涌水溃沙等灾害,确保工作面初采阶段的安全开采,开展了工作面顶板矿压监测。结果表明:工作面顶板第二次来压期间顶板充分垮落切顶形成贯通裂隙、地表塌陷... 鉴于哈拉沟煤矿22206工作面浅埋深、薄基岩及富水区域的复杂条件,为预防顶板切落、涌水溃沙等灾害,确保工作面初采阶段的安全开采,开展了工作面顶板矿压监测。结果表明:工作面顶板第二次来压期间顶板充分垮落切顶形成贯通裂隙、地表塌陷,工作面来压强度明显大于顶板初次来压;同时从水文地质保障、来压预测预报、工程质量保证和工作面推进速度控制等方面开展顶板灾害防治技术研究,提出了提前疏放水、施工地表水文观测孔、施工顶板注浆加固工程、强制放顶、优化工作面排水系统和储备应急物资等5项工作面初采过薄基岩富水区的安全技术措施。 展开更多

关键词 浅埋煤层 薄基岩富水区 初采阶段 初次来压 顶板灾害防治

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坚硬顶板型冲击矿压灾害防治研究 被引量：1

7

作者 任志强 《能源与节能》 2022年第3期157-159,共3页

A煤矿在施工过程中,其工作面开采受地下埋深、坚硬顶板等因素的影响,时常发生冲击矿压灾害,使矿井整体结构发生变化。在冲击矿压的威胁下,矿井生产面临非常严峻的形势。为此,以A煤矿102工作面为研究对象,从理论层面分析了坚硬顶板条件... A煤矿在施工过程中,其工作面开采受地下埋深、坚硬顶板等因素的影响,时常发生冲击矿压灾害,使矿井整体结构发生变化。在冲击矿压的威胁下,矿井生产面临非常严峻的形势。为此,以A煤矿102工作面为研究对象,从理论层面分析了坚硬顶板条件下冲击矿压灾害的形成原因及防治措施,希望能为矿井顺利开采提供理论支撑及技术指导,同时也希望能对相似或同类型矿井有所帮助。 展开更多

关键词 坚硬顶板 冲击矿压 灾害防治

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综采工作面顶板动压灾害防治技术

8

作者 郭东煜 《煤炭科技》 2019年第3期105-107,共3页

针对晋华宫煤矿12煤402盘区8204工作面在回采过程中因采动作用发生顶板周期性台阶下沉现象,通过数值模拟对超前支承顶板动压分布规律进行了分析,提出通过动态注浆加固工艺提高顶板稳定性,经过实践应用后,该方法可以确保顶板结构稳定,能... 针对晋华宫煤矿12煤402盘区8204工作面在回采过程中因采动作用发生顶板周期性台阶下沉现象,通过数值模拟对超前支承顶板动压分布规律进行了分析,提出通过动态注浆加固工艺提高顶板稳定性,经过实践应用后,该方法可以确保顶板结构稳定,能有效预防顶板动压灾害。 展开更多

关键词 顶板 动压 灾害防治

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西部典型侏罗系富煤区含水介质条件与水动力学特征 被引量：18

9

作者 徐智敏 高尚 +4 位作者 孙亚军 崔思源 张梦飞 陈忠胜 吴江峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期444-451,共8页

以位于吐哈盆地的大南湖矿区为例,结合该区侏罗系含煤地层渗透性好、富水性强、静储量大等典型特征,采用现场取样、压汞实验、扫描电镜等手段,系统研究了侏罗系西山窑组含水层的沉积环境、宏观地层结构、细观孔隙结构等含水介质特征;通... 以位于吐哈盆地的大南湖矿区为例,结合该区侏罗系含煤地层渗透性好、富水性强、静储量大等典型特征,采用现场取样、压汞实验、扫描电镜等手段,系统研究了侏罗系西山窑组含水层的沉积环境、宏观地层结构、细观孔隙结构等含水介质特征;通过现场抽水试验及室内数据处理分析,研究了该含水层的循环条件及水动力特征。结果表明:研究区侏罗系含水层具有典型的隐伏古湖床沉积环境及高孔隙度、强渗透性、"孔隙-裂隙"双重含水介质共存的特殊水文地质结构特征;区域上,侏罗系含水层补给水源充沛,结合侏罗系含水层的双重介质特征,表现出具有明显滞后效应的水动力学特征,通过Boulton模型对水文地质参数进行校正,经现场试验,更符合该区地下水运动的实际规律。研究成果初步揭示了吐哈盆地富煤区由于地质沉积环境及岩性差异所导致的侏罗系含水介质结构及地下水动力场的特殊性。 展开更多

关键词 侏罗系 “孔隙-裂隙”双重介质 水动力特征 滞后效应 顶板防治水

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重复采动停采边界关键层失稳诱发灾害研究 被引量：10

10

作者 张明 姜福兴 +2 位作者 李克庆 翟明华 杨根地 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期915-922,共8页

基于岩层控制的关键层理论,分析了重复采动过程中上覆巨厚关键层岩块形态特征、冒落和移动规律.结果表明:重复采动停采边界矿震机理归结为2种形式:1)采高增加引起顶板冒落高度增加,造成高位关键岩块铰接平衡结构失稳诱发矿震;2)重复采... 基于岩层控制的关键层理论,分析了重复采动过程中上覆巨厚关键层岩块形态特征、冒落和移动规律.结果表明:重复采动停采边界矿震机理归结为2种形式:1)采高增加引起顶板冒落高度增加,造成高位关键岩块铰接平衡结构失稳诱发矿震;2)重复采动引起顶板岩层移动线外扩,导致采场边界顶板活动范围增加,造成高位关键层破断诱发矿震.依据此机理,提出了降低推采速度(低扰动)、优化开采边界(低应力)等防控动力灾害的技术方法.通过3下510工作面实施运用与开采实践,达到了采场边界矿震及动力灾害的防控目的,保证了工作面安全和地面稳定. 展开更多

关键词 重复采动 巨厚关键层 矿震 结构失稳 移动线外扩 灾害防控

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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

11

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：1

12

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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陕北某矿3号煤层开采导水裂缝带高度测定 被引量：4

13

作者 张哲鹏 黄庆享 贺雁鹏 《陕西煤炭》 2021年第1期53-56,共4页

导水裂缝带的发育规律及其高度测定对矿井绿色安全开采具有重要意义。为掌握工作面开采过程中的覆岩垮落规律与裂隙发育规律,以陕北某矿3号煤层1309工作面为研究对象,采用物理模拟和工程类比方法进行实验测定。结果表明,工作面充分采动... 导水裂缝带的发育规律及其高度测定对矿井绿色安全开采具有重要意义。为掌握工作面开采过程中的覆岩垮落规律与裂隙发育规律,以陕北某矿3号煤层1309工作面为研究对象,采用物理模拟和工程类比方法进行实验测定。结果表明,工作面充分采动后的导水裂缝带高度为101.7 m,裂采比33.9;覆岩中第二关键层可以有效地抑制竖向裂隙的发育,对该工作面的导水裂缝带发育起主要控制作用。研究成果可对该煤矿开采过程中顶板水害防治提供一定的指导和借鉴。 展开更多

关键词 导水裂缝带 物理模拟 覆岩垮落 顶板水害防治

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采空区顶板大面积冒落空气冲击灾害分析 被引量：3

14

作者 李永斌 《山东煤炭科技》 2016年第8期64-66,共3页

针对煤矿采空区顶板大面积冒落将采空区的空气瞬间高速压出而形成的空气冲击灾害,通过建立全部切落-整体运动型顶板冒落和房采采空区顶板冒落两种常见的种顶板冒落形式下的空气冲击的理论模型,分析了空气冲击危害的形成机理,并推导出风... 针对煤矿采空区顶板大面积冒落将采空区的空气瞬间高速压出而形成的空气冲击灾害,通过建立全部切落-整体运动型顶板冒落和房采采空区顶板冒落两种常见的种顶板冒落形式下的空气冲击的理论模型,分析了空气冲击危害的形成机理,并推导出风速计算公式,为空气冲击危害的预防和控制提供了可靠的理论基础,并针对大同煤矿集团某矿采空区现场情况进行实际应用,提出了灾害防治的方法。 展开更多

关键词 采空区 顶板冒落 空气冲击 灾害防治

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煤层顶板次生下行裂隙发育特征研究 被引量：2

15

作者 张文忠 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第9期20-23,共4页

为了研究煤层大面积开采时,地表下行裂隙发育深度及位置,以浅埋煤层特殊保水开采区基岩黏土型覆岩地质条件为研究背景,通过数值模拟实验,研究了下行裂隙发育特征以及隔水岩组的运移规律,并建立了3个相邻工作面的"边界煤柱-采空区-... 为了研究煤层大面积开采时,地表下行裂隙发育深度及位置,以浅埋煤层特殊保水开采区基岩黏土型覆岩地质条件为研究背景,通过数值模拟实验,研究了下行裂隙发育特征以及隔水岩组的运移规律,并建立了3个相邻工作面的"边界煤柱-采空区-隔水岩组"力学模型,分析了"下行裂隙"形成条件,推导出"下行裂隙"发育高度和发育位置的理论计算公式。 展开更多

关键词 顶板水害防治 下行裂隙 浅埋煤层 导水裂隙带 隔水岩组

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