张家峁井田内小煤矿开采对地下水的影响

陕北张家峁井田内现有30个正在生产的小煤矿,通过对井田内泉点的调查,与以往资料进行对比分析,得出了小煤矿采矿对地下水的影响。     

煤矿采区地质小构造的三维地震勘探技术

本文以新近在几个大型煤矿所开展的三维地震勘探为例,扼要论述了煤矿采区的三维地震勘探数据采集和处理技术,以及人机联作解释技术,并以所获典型成果,介绍了应用该技术在煤矿开采的800m浅垂深范围内,所能查明的小断层和低幅度小褶曲构造的能力和精度。由于该技术成果精度高,勘探周期又短。因此,把三维地震技术作为煤矿设计和开采中高度现代化的工具,正在成为中国东部地区一些煤矿的标准作法。     

分形研究在唐山煤矿铁三、铁四区构造预测中的应用

矿井断裂构造的分维值可以定量描述断裂分布的复杂性，它是断层数量、规模、发育程度、组合方式的综合体现，分维值越高，则构造越复杂，对煤矿生产的影响越大。应用分形理论，对唐山煤矿的铁三、铁四采区进行了深入的研究，定量评价了研究区的构造复杂程度，并预测了研究区的断层数量。     

四川薄煤层地区煤矿开采对地质环境影响的分析与预测

本文以其受当地煤矿开采活动影响的村社为调查区,在实地调查的基础上,对当地煤矿矿业活动引起的地质环境问题进行了分析与预测,以使正确认识矿产资源的开发利用与地质环境保护之间的关系。     

海孜煤矿煤层构造规律及预测

在井下详细调查的基础上,对已采区中小型煤层断层和层滑构造进行了深入研究,结果表明,断层展布以北东向为主,大都为层间断裂,成带等距排列。层滑是以北西-南东滑动方向为主体的复合式构造,它常发育在7、8、10等煤层顶板附近,而对7、8煤层破坏最严重,这是7、8煤层急剧增厚变薄以致不可采的主要原因。煤层变薄带不仅在平面上的展布具有方向性、等距性和分区性等特点,而且还表现为不同方向的叠加复合。构造对煤矿生产经营产生了多种影响,在工作中利用构造规律,对未采区进行构造预测,取得了显著效果。      

基于ANN技术的济宁二号煤矿煤巷掘进前方小构造预测

济宁二号煤矿小构造发育,给煤矿生产及安全带来很大影响。针对煤巷掘进前方小构造预测难问题,根据地质理论和已掌握的地质构造规律,归纳出煤层的倾角、厚度、裂隙类型、瓦斯聚集量、涌水量、温度和破碎程度是影响小构造存在的主控因素,通过实测构造面和煤岩层中各影响因素在煤层正常区、影响区和破坏区的变化,初步建立了基于BP人工神经网络的小构造预测的非线性网络模型,并运用Matlab软件对模型进行训练和优化,得到了优化后的预测模型。并应用模型对十一采区的113下01、113下02和113下06工作面的小构造进行预测,结果表明该网络模型的预测结论与实测结果相符。     

黑玉煤矿开采对小南海泉影响初步分析

安阳县黑玉煤矿地处小南海泉域保护区内,临近安阳市主要供水水源地之一的小南海泉。本文从小南海泉的补给条件、断裂构造条件、水质分析结果对比及该矿技术改造初步设计四个方面,初步分析煤矿开采是否对小南的安全产生影响,为政府相关管理部门提供参考。     

基于不同开采方式的煤矿涌水量预测及其环境影响分析

煤矿开采不当会对水资源与水环境造成破坏,尤其在生态环境相对脆弱地区更是如此。针对目前矿井涌水量预测大多以单一工作面或煤矿为评价单元,对沟域内煤矿群同时长期开采的地下水环境影响重视不够。选择头道河则沟域为研究区,以地下水勘查、井田勘探资料为依据,构建了头道河则完整沟域的地下水三维非稳定流数值模型,根据地下水、地表水监测数据和煤矿群开采涌水量的长观资料进行模型的识别与验证,以9#煤矿为典型矿区,分析综采和条带充填2种不同开采方式下矿井涌水量及其对水环境的影响。研究结果表明：（1）综采状态下,矿井涌水量增加0.70×104 m3/d,导致地下水溢出量减少0.20×104 m3/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.21~17.92 m;条带充填开采状态下,矿井涌水量增加0.11×104 m3/d,导致地下水溢出量减少0.04×104 m3/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.01~0.44 m。（2）煤矿按综采方式开采,导水裂隙带高度大,将大面积导通第四系潜水含水层,矿井涌水对水环境影响较大;若按条带充填方式开采,导水裂隙带高度大幅变小,不会导通第四系潜水含水层,矿井涌水对水环境影响较小。煤矿企业在煤层上覆岩层厚度较薄的地段采煤时,宜采取条带充填开采的方式。研究结果可为研究区或类似煤田开采方案制定、科学处理好煤炭资源开采与生态环境保护关系等提供依据或参考。     

单斜构造岩深水系统特征及对煤矿开采的影响—以偃龙煤田西部为例

以偃龙煤田西部岩溶水系统为实例,分析了单斜岩溶水系统特征及其对烟矿开采的影响,阐明了单斜岩溶水系统中,补级区的水文地质条件相对简单,岩溶水对煤矿开采的影响较小。而在系统的排泄区,岩溶较为发育,水文地质条件较为复杂,因此岩溶水对煤矿开采的威胁较大。     

象山煤矿中小型地质构造发育规律及其预测

通过对象山井田勘探、建井及采掘生产以来的地质构造资料进行整理、统计和作图分析,系统总结了已采区断层构造的发育特征和展布组合规律,并对井田未采区的地质构造进行了预测。结果显示,象山煤矿煤层中的断层构造极为发育,主采煤层中众多的中小型构造具有明显的方向性,其中断层展布方向主要为NW向,其次为近EW向、NE向和近SN向;断层发育具有明显的成带性,在3号煤层中划分出4个构造带组和16个构造带,在这些构造带内,煤层构造较为复杂,对安全开采影响较大,而在这些构造带之间则为煤层构造相对简单的块段。     

槽波地震勘探技术在工作面小构造探测中的应用

小构造是导致煤炭资源回采困难及煤矿安全事故的主要原因。利用槽波地震勘探技术,对义安煤矿11061工作面进行了透射法探测。通过CT成像可以分辨工作面内与煤厚相当的小构造,同时还能获得围岩高应力区及瓦斯富集带等地质信息。探测结果可作为煤矿安全回采的依据。     

煤巷掘进迎头煤与瓦斯突出的突变机制分析

将巷道简化为圆形,并将掘进迎头视为圆形直立层裂体建立力学模型;导出了层裂体总势能函数的表达式,建立了圆形层裂体的折叠突变模型,得出了瓦斯突出起动的突变条件,并用有限元方法进行了数值模拟。研究表明,层裂体两侧压力差超过临界值将导致瓦斯突出,这对有效防止瓦斯突出具有重要指导意义。     

榆神矿区采煤失水危险性分区研究

以榆神矿区区域地质资料为依据,总结了该区煤层与含(隔)水层空间组合类型; 采用三维数值模拟方法,根据塑性条件、破坏准则及应力判别,模拟首采煤层与含(隔)水层空间组合类型下导水裂隙带高度; 通过对比钻孔探测法与数值模拟法,发现数值模拟法具有可行性; 利用模拟结果,绘制矿区导水裂隙带高度空间分布图,总结矿区导水裂隙带高度的整体分布规律; 对比导水裂隙带高度与其首采煤层上覆岩层厚度,总结矿区采煤失水危险性,并进行采煤失水危险性分区; 通过控制采煤失水危险区域的采厚可以达到“保水采煤”的效果。本研究对榆神矿区后期安全生产具有重要的理论意义与实际价值。     

济宁二号矿孤岛工作面冲击矿压危险及其控制

孤岛工作面及其周围巷道附近应力集中程度高,顶板运动剧烈,再加上地质构造的影响,采深较大时,冲击危险程度就高,很容易引发冲击矿压。《煤矿安全规程》要求孤岛工作面按冲击矿压危险工作面来管理。孤岛工作面冲击矿压危险检测预报及控制的技术是先分析冲击危险程度,确定冲击危险指数,提出早期预报;采用电磁辐射和钻屑法进行及时预报;采用卸压爆破进行处理,并采用电磁辐射和钻屑法检验防治措施的效果。实践证明,这套技术安全、可靠、有效,能够保证工作面的安全高效生产。     

坚硬顶板薄煤层条带开采技术在杨庄煤矿中的应用

杨庄煤矿村庄下压煤具有典型的坚硬顶板薄煤层特点，具有控制地面沉降，保护地面设施的有利条件，在矿井地质与水文地质条件较为复杂的情况下，对村庄下压煤选择了条带开采技术，成功地解决了村庄下大量压煤和村庄下不搬迁开采问题，为该村庄下压煤开采积累了经验。     

缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地模型

为准确描述地表沉陷盆地分布形态,基于幂指数函数模型,结合缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地的特征,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,建立适用于缓倾斜煤层走向长壁式工作面的沉陷盆地模型,分析模型参数的影响因素及参数的变化规律,并验证模型的适用性和预计精度。研究表明：模型参数n反映下沉盆地底部范围大小,主要与采动程度有关,取值范围为1~3,其取值精度取决于观测点个数;参数k反映下沉盆地边缘的收敛速度和下沉影响范围,主要与采煤方法、顶板管理方法及松散层厚度有关,其值可通过地表最大下沉值或煤厚进行确定;在对常村煤矿地表沉陷进行预计时,预计值与实测值的差值平方和为3.08×10⁶,中误差为267.59 mm,为最大下沉值的6.47%。研究缓倾斜煤层走向长壁式工作面地表沉陷盆地模型旨在对常村煤矿地表沉陷的预测和预防工作提供理论基础。     

基于支持向量机的赵官矿小断层预测

针对支持向量机(SVM)适合小样本数据建模这一特点,提出利用SVM进行煤矿小断层预测。以小断层广泛发育的赵官矿实测数据为基础,选取断层倾向、落差、倾角以及断层性质作为特征影响因子,以Matlab中的libsvm工具箱为平台,总结了SVM建模过程,并建立了赵官矿井小断层水平延展长度的SVM预测模型,验证了该模型在该井田内具有一定泛化性。为验证SVM小样本建模的优越性及该模型在相似地质条件下工程实例的应用,利用该模型及传统的多元回归模型对赵官矿以及邻矿——邱集矿采掘工程中新揭露的小断层进行预测,并将两种方法计算结果与实际结果进行对比,发现SVM预测结果更精确。     

井下定向钻进用小直径通缆水力振荡器的研制

针对煤矿井下定向钻进过程中由于托压效应引起的钻进摩阻大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题,提出通过钻柱振动减阻的技术思路。采用理论分析和数值模拟进行激振力、激振频率等关键技术参数的设计,研制ø89 mm小直径通缆水力振荡器。在室内测试碟簧和圆柱弹簧两种辅助复位原件结构的振荡器性能,并在淮南张集煤矿井下进行实钻试验。结果表明：碟簧式水力振荡器在300 L/min流量时,最大压降1.9 MPa、激振力8.11 kN、频率13 Hz,适合安装在近钻头位置辅助减阻;圆柱弹簧式水力振荡器频率在300 L/min流量时,模拟测试150 m通缆定向管柱最大变形量2.86 mm,最大复位力7.98 kN,频率11 Hz,适合安装在钻柱中间主要减阻;在张集矿井下-600 m疏水巷10号孔定向钻进产生明显托压时使用圆柱弹簧式水力振荡器,使平均钻压降低33%,钻效提高126%,显著降低钻进摩阻,提高定向钻进效率。研制的ø89 mm小直径通缆水力振荡器为煤矿水平定向钻进中托压问题提供一种新的解决方法。     

煤矿掘进工作面瓦斯涌出规律研究

煤矿掘进工作面瓦斯涌出一般来说只与直接源瓦斯涌出量的大小有关；而在许多矿井的生产实践中，掘进工作面瓦斯涌出量却显示出与直接源涌出量不一致的特性，常常出现瓦斯涌出异常现象。本文通过对所谓”异常现象”进行观察研究，利用瓦斯监测系统和温度计、气压计对地面的气象状况进行观测，对所获得的数据进行综合分析，找出异常涌出瓦斯的来源、影响因素等，发现瓦斯涌出曲线呈现较为规律变化；经比较发现了与大气物理参数变化的关系。从而找出了掘进工作面的瓦斯涌出规律，即与大气物理参数变化之间的关系。为矿井制定生产规划、合理安排组织生产、减少瓦斯事故、保证矿井安全生产提供参考；在安全管理方面提出有针对性地加强瓦斯检查及其它措施。