陕北三叠纪煤田禾草沟煤矿煤层稳定性评价

煤层稳定性是指煤层厚度、煤质和结构在工作区范围内变化的情况。是影响煤矿的主要地质因素之一,直接影响勘查工程的密度和开采方法。为了对陕北三叠纪煤田禾草沟煤矿煤层稳定性做出合理评价,从而更好地指导勘探工程部署及优化、资源量的计算、矿井开采设计,应用传统的定性评价、定量评价以及综合评价的方法对勘探区进行了系统的评价。研究表明,主采煤层5、3-2煤层为稳定煤层、2号煤层为较稳定煤层。     

煤矿开采生态环境问题及治理对策

研究煤矿区能源开发生态环境问题及治理对策,为今后煤矿区环境恢复探索全新治理方法。采用遥感技术收集研究区域的地面塌陷、土壤侵蚀与污染、植被破坏、水体破坏等情况作为指标体系构建的依据,完成数据采集与指标体系构建,在此基础上确定各指标评价标准并计算隶属度函数,使用层次分析法确定各指标权重,此后构建模糊评价矩阵,实现煤矿区能源开发生态环境问题评价。以鄂尔多斯市某煤炭区为研究对象,验证分析发现,该研究区域煤矿资源开采后地面出现明显塌陷,土壤与水体均出现严重污染,植被覆盖率也显著降低。为此,提出遵守法规科学管理、协调煤炭价格实现费用支持、治理塌陷并保护自然资源等治理对策,为今后生态环境治理找到了新的出路。     

近距离突出煤层群瓦斯综合治理技术研究

近距离突出煤层群条件下,进行有效的区域瓦斯治理措施,包括必要的瓦斯抽采和煤层消突措施,能够保障开采过程中的安全。本文针对原相矿近距离突出煤层群区域瓦斯治理中存在的问题,分析目标煤层瓦斯赋存及运移规律,提出适合原相矿采掘抽衔接的区域防突措施,优化原始煤层瓦斯预抽参数和被保护煤层卸压瓦斯抽采参数,最终形成原相煤矿区域瓦斯综合治理技术。该技术的使用有效的降低了突出煤层的瓦斯含量,消除了突出煤层的突出危险性,缓解了原相煤矿采掘抽接替紧张的矛盾,为矿井的安全高效开采提供了技术保障。     

刘桥矿区6煤层顶板稳定性评价

通过对刘桥矿区6煤层顶板岩层的岩性和岩性组合结构的分析,确定了不同区域的稳定性情况。该评价结果有助于在煤矿开采过程中加强不同区域煤层顶板的管理及科学地指导工作。     

低透气性突出煤层群开采层序论证

由于福泉煤矿山区低透气性突出煤层群开采瓦斯治理难度大,开采保护层是首选的区域防突措施。通过分析煤层赋存情况、瓦斯压力、煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度及煤的破坏类型,结合保护层保护范围及保护层开采技术条件,综合论证煤层群2号、3号、6号、7号煤层开采层序。结果表明,福泉煤矿调整采掘部署,首采6号煤层,对于矿井的瓦斯治理及安全生产具有重要意义。     

厚煤层分层开采合理煤岩柱留设技术研究

提高煤层的开采上限,对于解放煤炭资源和提高煤矿生产效益具有重大意义,合理留设防水煤岩柱是提高开采上限的关键问题.本文针对鹿洼煤矿首采区扩大区工作面的具体条件,采用实验分析、数值模拟和理论分析相结合的方法,研究确定了该区域的合理开采上限.     

突出煤层群保护层选择及开采程序优化

贵州织纳矿区属突出煤层群开采,开采程序不合理是制约该矿区区域瓦斯高效治理的核心问题。肥田煤矿是矿区典型的突出煤层群开采矿井,选择6号煤层作为保护层,采用下行式开采程序。但是矿井建设过程中6号煤层瓦斯灾害严重,煤巷掘进进度缓慢,采掘接替紧张。针对肥田煤矿突出煤层群瓦斯灾害存在问题,从宏观区域瓦斯治理理念出发,提出“组间上行、下煤组下行、上煤组上行”的开采程序,确定矿井突出煤层群开采的保护层,并对保护层开采时区域瓦斯治理及实现设计产能的可行性进行分析,为实现矿井区域瓦斯治理步入良性循环和安全高效生产奠定基础。     

吉安煤业井下地质构造复杂程度评价

本文对吉安煤矿井下3号煤层可采2区范围内地质构造情况进行分析研究,分析地质构造及断层走向,运用灰色预测算法预测评价吉安煤矿井田内主要含煤地层二叠系下统该区域范围内地质构造复杂程度。评价结果表明,本井田的未开采煤层地质构造复杂程度为简单类型。     

黄河流域煤矿区生态环境修复关键技术与战略思考

针对黄河流域煤矿区所处的战略地位,剖析了该流域生态环境面临的主要问题,认为水资源短缺是该流域中上游生态环境治理的瓶颈,现有技术与方法还不能支撑黄河流域煤矿开采与生态环境的协调发展,理论与技术的创新将成为新的关注热点。分析了国内外煤矿开采的岩层结构及采动裂隙演化规律、地下水资源保护、煤炭开采对水和生态环境影响的研究现状,提出了黄河流域煤矿区生态环境修复应结合煤层赋存特点和煤层开采工艺技术,对上覆岩层产生的裂隙发育特征与展布格局,裂隙与地表水和矿井水的导通与耦合关系,裂隙对地表生态发育与退化作用,生态环境修复关键技术与方法等进行了系统描述。提出黄河流域中上游煤矿区生态环境修复关键是水的保护与利用,要采用四维综合监测方法,揭示采矿全周期的地下水、表层水运移及地表生态环境演变规律。要针对黄河流域不同煤矿区开发过程对水土资源受损的影响程度与范围,研究并形成黄河流域煤矿生态环境修复关键技术,构建黄河流域煤炭开发的生态安全评价体系及调控模式。要改变传统认为煤炭开采只是对生态环境破坏的旧观念,充分利用煤炭开采过程对上覆岩层产生裂隙这一类似"松土"的作用动力,减缓干旱半干旱地区极易形成的次生盐碱化现象,积极将人工修复技术和生态自修复作用相结合,实现从被动防治到主动治理,使煤矿区生态环境修复成为黄河流域生态治理的典范,并为其他行业应用提供借鉴。最后提出黄河流域煤矿区生态环境修复今后工作重点与发展模式,来实现生态环境修复可持续发展。     

大海则煤矿大采高工作面开采方法模糊评价

针对大海则煤矿2号煤层存在的问题,对其采煤工作面的开采方法问题进行模糊评价,基于层次分析法,建立了大采高煤层开采方案选择的指标评价体系,并对指标体系中各种影响因素的权重进行了合理分配,基于模糊数学和矩阵分析理论,建立了模糊综合评判模型。结合大海则煤矿2号煤的实际地质情况,开采方案分为分层开采、放顶煤开采与大采高综采,经模糊综合评价后,最终确定为大采高综采最为合理,这与大海则煤矿现场实际生产采用的开采方法一致,验证了该评价模型的合理性与正确性。     

基于灰色和模糊综合评价法的矿山地质环境评价：以萍乡市湘东镇地区为例

萍乡市湘东镇地区是我国典型的矿产集中开采区,研究区内湘东黄堂煤矿、麻山大金坡煤矿等数座矿山的长期开采造成了生态环境破坏。为了在湘东镇地区可持续规划中针对影响等级分布的区域分别采取适当的措施提供重要应用价值,本文通过运用多源遥感手段,综合调查研究萍乡市湘东镇地区矿山地质环境问题,选取地形地貌、植被覆盖率、矿山开采方式、地形地貌景观破坏、矿山环境污染等10个对该区环境具有直接影响的评价因子,建立一套适合该区的矿山地质环境影响综合评价体系,采用应用价值广泛的灰色综合模型和模糊综合模型两种评价方法对湘东镇地区矿山地质环境影响进行综合评价,结果基本一致,湘东镇地区矿山环境严重影响及较严重影响区分布在该区北部及中部采石场区域,南部及东部的巨源、大金坡、上官岭、青山等煤矿区域。通过对两种评价方法的比较,灰色综合评价法得到的评价结果更为优化。     

陕北地区矿山地质环境评估方法与防治措施

针对陕北地区煤层开采引发的矿山地质环境问题,采用概率积分法预测地表变形,运用经验公式计算导水裂隙带发育高度,对陕北地区煤矿进行矿山地质环境影响评估,对评估方法进行了总结,提出了可行的恢复治理措施,对未来陕北地区矿山地质环境恢复治理具有指导意义。     

分段水力压裂技术提高煤层块煤率的试验研究

为了解决陕北侏罗纪厚硬煤层综采能耗大、块煤率低的问题,采用水力压裂造缝技术提高煤层开采的块煤率、降低煤尘。以陕北某国有煤矿为例,在矿区回采工作面进行水力压裂试验及分析,并对试验段和非试验段的块煤率、煤层截割比能耗、含水率和工作面粉尘浓度进行现场统计,得出:水力压裂技术在煤层中的起裂压力、时间及扩散半径等参数。通过回采试验区和非试验区的对比,得出采用水力致裂煤层后,采煤块煤率、工作面粉尘浓度具体的改善程度。研究表明,对煤层进行超前水压预裂,具有清洁高效、提高块煤率及降低煤尘等优点,采用分段水力压裂技术可大幅度提高单孔的造缝率,具有很好的推广价值。     

陕北沙漠区浅埋厚煤层开采潜水位及生态响应

煤炭开采造成上覆岩层破裂、移动，破坏了矿区含（隔）水层结构，改变了地表水及地下水循环演化状态，对浅表层生态环境造成严重影响，引发一系列环境地质问题。为深入研究沙漠地区厚煤层开采给潜水位及生态环境造成的影响，以毛乌素沙漠金鸡滩矿为例，对水文地质条件进行了研究，采用数值模拟的方法，模拟了沙漠区厚煤层开采潜水位的变化，并通过采动潜水位监测数据验证了预测结果。调查分析了研究区及周边地表生态环境现状，预测采后潜水位基本满足植物生长需求，对生态环境影响不大。     

陕北浅埋煤层群工作面顺槽支护设计

以陕北某煤矿1403采煤工作面为背景,对不同埋深及煤层间距条件下采取3种不同的顺槽支护方案。应用FLAC数值模拟软件建立相应的计算模型,分析了支护前后浅埋煤层开采引起的顺槽应力场及围岩变形,结合现场监测结果进行分析,得到浅埋煤层工作面顺槽围岩变形规律。现场试验表明:针对顺槽不同区段采取的相应支护方案可行,保证了顺槽巷道围岩的稳定,满足了该煤矿安全生产的需要。     

巴拉素井田富水煤层岩巷揭煤防治水工程技术初探

煤层多为致密沉积物,一般视其为隔水层,近年来,我国陕北侏罗纪煤田榆横北区内发现的富水煤层问题较为突出。为解除榆横北区富水煤层岩巷上山掘进揭露2号煤层的水害隐患,以巴拉素煤矿为例,采用"物探先行、钻探后进"的原则,结合动态监测、水化学分析、钻孔窥视等多种综合手段,在岩层巷道掘进过程中,确保揭露煤层的安全。结果表明:通过物探工程发现了巷道掘进前方2号煤层存在富水异常区,钻探工程疏放水效果显著,应用水化学分析确定了煤层水质类型为SO_4~(2-)-Na·(Ca)型水、总矿化度在6 000mg/L左右,结合孔内窥视,发现煤层内部的裂隙发育、水体联通,由此认为本区内2号煤层水体具有赋存范围大、补给条件差、水力联系好、静储量为主的特点,其长期处于封闭状态,有利于矿井疏放水工作的高效开展。结合本次安全揭煤经验,以期为矿井巷道掘进揭煤提供借鉴和思路。     

陕北尔林兔勘查区煤层特征及开采技术条件

陕北侏罗纪煤田生态环境脆弱,采煤引起的环境问题突出,而煤层埋藏深度较大的尔林兔勘查区煤层赋存条件优越、厚度大、煤层稳定,是实现保水采煤的理想区域。文章论述了尔林兔勘查区煤层特征及变化规律,讨论了该区煤层开采的优越性,提出了优先开发的建议。     

生态脆弱区保水采煤矿井(区)等级类型

水资源保护性采煤是生态脆弱矿区可持续发展的必然选择,如何深化保水采煤研究,使之更好的付诸工程实践,是西北煤炭开发规划和建设生产亟需解决的问题。以陕北榆神矿区为例,结合浅表层水资源(保水采煤目的层)量分布和煤矿开采对浅表层水资源的影响程度两方面,研究了保水采煤矿井(区)类型。首先,分析了研究区生态-水-煤系地层空间赋存结构特征,提出了以保水采煤为目的的生态地质环境类型,将其划分为潜水沙漠滩地绿洲型、地表水沟谷河流绿洲型、地表径流(黄土)沟壑型和区域性(深埋)地下水富集型;其次,计算确定了浅表层水资源单位面积总储存量分布;然后,基于煤层开采对生态层及浅表层水的影响程度,提出了4种保水采煤环境工程地质模式(环境友好型、环境渐变恢复型、环境渐变恶化型及环境灾变型),在分析影响其分区的导水断裂带高度、残余隔水层釆动隔水性等关键指标的基础上,建立了不同环境工程地质模式分区阈值和确定方法;最后,基于浅表层水资源量和保水采煤环境工程地质模式分布特征,提出了保水采煤矿井等级类型划分方法,将其划分为:正常开采矿井、保水采煤一级矿井、保水采煤二级矿井和保水采煤三级矿井,总结了各级保水采煤矿井适用的开采方法与水资源保护、利用方法。     

Groundwater Geochemical Variation and Controls in Coal Seams and Overlying Strata in the Shennan Mining Area,Shaanxi, China

Water resource conservation and ecological protection are key coal mining issues in northern Shaanxi Province and the Yellow River Basin. Revealing the characteristics and variation patterns of groundwater quality in the coal series and its overlying aquifers can provide a geological foundation for solving or optimizing these issues. Taking the Zhangjiamao coal mine of the Shennan mining area in northern Shaanxi Province, western China, as an example, water samples were collected for analysis from the: quaternary strata, weathered bedrock, burnt rock, coal series, and coal seam. Test parameters included conventional ion concentrations, total dissolved solids (TDS), and pH. Key water chemistry indicators such as oxidation/reduction index (ORI) and groundwater chemical closure index (GCCI) were used to explain the water quality differences. The Quaternary water, burnt rock water, and weathered bedrock water were dominantly the Ca–HCO₃ type, the coal series water (Yan’an Formation) was dominantly Ca–HCO₃ and Na–Cl types, and the coal seam water was dominantly Na–Cl type. From the shallow groundwater to coal seam water, dissolution and leaching gradually decrease and degree of retention gradually increases. Coal seam water was characterized by high TDS, high GCCI, and low ORI, reflecting a closed hydrogeochemical environment and moderate sulfate reduction. Leaching, salt accumulation, sulfate reduction, and cation exchange jointly control the groundwater chemical characteristics and evolution of the coal series and its overlying aquifers. Salt accumulation and cation exchange reactions of the stagnant coal seam water in the arid and semiarid climates and shallow buried conditions result in increased mineralization; the water quality is vastly different from that of the overlying aquifers, which are dominated by leaching. Groundwater circulation in the coal series and coal seam are of the infiltration–retention type, and the overlying aquifer of the coal series are of the infiltration–runoff type. A comprehensive hydrogeological model was constructed of the Middle Jurassic coal series and its overlying aquifers in the area. The results of this study have implications for the identification of mine water influx sources in the Shennan mining area, and the understanding of controls on the groundwater geochemical variation in Jurassic coal field of western China.

     

煤炭开采企业的清洁生产审核方法探讨

煤炭开采在给社会带来经济效益的同时,也导致了矿区的环境污染和生态破坏。如煤炭开采引起地表塌陷、煤炭开采过程中的废弃物、噪声污染和破坏人类生存环境等。为保护好生态环境,煤炭开采企业必须进行清洁生产审核,采用清洁开采技术,才能保持能源生产、消费和生态之间的平衡。在论述了目前煤炭企业开展清洁生产审核过程中存在的认识、资金、审核方法3个方面的主要问题的基础上,对煤炭行业的清洁生产审核思路进行了分析。