承压水体上岩浆岩底板采动效应的数值分析

为防治卧龙煤矿首采区的底板突水,根据首采区煤层底板地质特征,分析了底板岩浆岩岩性及其组合特征,考查了太原组灰岩水的富水性和水压情况,并采用了应变软化本构关系,建立地质力学模型.运用快速拉格朗日元法对承压水体上底板的采动效应进行了数值模拟,分析了应力、位移场,确定10煤回采底板破坏深度为13 m.结果表明底板导水裂隙带深...     

强径流带内导水裂隙带的防治水技术研究

针对平煤股份二矿采掘庚.煤层过程中受煤层底板灰岩承压水威胁的情况,分析该区域水文地质条件,使用瞬变电磁法勘探庚三采区电阻率,分析测线、测点的纵向和横向导电性,得出富水异常区不同深度的分布特征.在此基础上,绘制了庚三采区富水异常区分布图,为该区的强径流区域导水裂隙带防治水工作提供了有力借鉴.实践证明,防治水效果良好.     

煤矿深部采区底板含水层放水试验

随着煤层开采深度的增加,煤层底板承压充水含水层发生水害的可能性随之增加,对基础地质参数补充和再认识具有重要的意义。以陈四楼煤矿南部深部采区为研究对象,通过非稳定流放水试验分析了陈四楼煤矿南部采区灰岩岩溶含水层的水文地质条件及其与奥灰水的水力联系,计算了灰岩含水层的水文地质参数。试验表明:区域内的太灰含水层属中等富水性至强富水性,不存在降不下去的高水位异常区,可以采取疏降和底板注浆加固的办法防止底板突水。     

煤层底板承压含水层上安全开采技术研究

基于我国华北煤电煤层底板太灰含水层富水性具有明显的差异性,在特定条件下可作为隔水层,为了准确确定底板隔水层厚度,预测底板突水危险性,结合新义煤矿首采区二1煤底板实际情况,运用物探、钻探等手段对其灰岩富水性进行探查分析。结果表明:该矿首采区底板灰岩可作为隔水层,从而将底板隔水层平均厚度增加至54 m左右,运用突水系数法评价得出首采区大部分区域的突水系数均小于正常块段临界突水系数0.1 MPa/m,在前期底板注浆加固基础上可以实现安全带压开采。     

矿井瞬变电磁法在煤矿底板富水性探测中的应用

运用矿井瞬变电磁探测方法对诚德煤矿16011工作面底板富水性进行了探测,探讨了瞬变电磁探测方法在煤层底板富水性探测中的应用。结合斜穿过异常区钻探探测结果,说明矿井瞬变电磁法对于探测煤层底板富水位置和范围是比较有效的物探方法之一,为煤层底板突水的防治提供了重要的基础资料,为煤矿安全生产提供可靠的依据。     

张双楼矿区9~#煤层底板突水危险性分析及防治

分析了张双楼矿9#煤层开采的充水含水层的富水性和导水性,利用突水系数法评价了9#煤层底板的突水危险性,根据评价结果和采区水文地质资料论证了疏降四灰水安全开采9#煤层的可行性,通过疏水降压工程的实施解放了受水害威胁的煤层。     

王家岭煤矿2号煤层顶底板突水危险性分析

根据王家岭井田地质、水文地质条件,提出了井田内上马家沟组岩溶含水层应属富水性中等-强含水层。采用关键层理论及突水系数法,研究了王家岭煤矿开采2号煤层时的充水因素及顶底板突水危险性。通过对煤层顶板的基岩风化裂隙水及采空积水的分析,对2号煤层底板太原组和上马家沟组灰岩岩溶水突水系数进行了计算。结果表明：井田南部2号煤层,雨季时基岩风化裂隙水对煤层开采有较大影响;201、202、204、206采区南部为采空积水透水危险区;201、202采区为太灰突水危险区和奥灰突水相对危险区,其他采区为相对安全区或安全区。     

多指标灰色模糊理论在煤层底板突水分区评价中的应用

由于煤层底板突水预测兼备模糊性和灰色性的特征,将灰色模糊理论应用到突水危险性评价中,将袁店煤矿101、102采区10煤层底板突水预测看作是一个灰色系统的研究对象,选取岩溶裂隙发育、断裂分维值、隔水底板厚度、隔水底板岩性组合、含水层厚度等因素作为评价指标,进行灰色模糊运算和确定灰岩富水性等级,最终进行底板突水危险性等级分区。预测结果得出,采区以突水相对安全区和突水威胁区为主,部分区域为突水危险区,在煤矿生产过程中应重点探查和治理。研究结果对矿井的安全开采提供重要参考依据。     

瞬变电磁法在平禹一矿富水异常勘查中的应用研究

平禹一矿多次发生大型岩溶水突水事故,数次淹井或淹采区,煤层底板岩溶水突水已成为威胁矿井安全生产的重大隐患。为提高水文地质条件复杂老矿山的煤炭资源开采利用水平,采用瞬变电磁法,使用地面和井下勘探,查明井田深部煤层底板灰岩(重点是寒武系灰岩)岩溶发育状况和含水层的富水性,圈定富水区(带)。研究可为安全开采提供水文地质依据。     

龙固煤矿深部开采底板防治水方案及注浆加固技术

针对煤矿突水事故发生次数和死亡人数多、造成的经济损失大的实际,提出注浆加固为防治煤矿突水的有效方法。龙固煤矿开采-550 m水平以深的21煤,其无构造块段已处于突水临界状态,为保证深部煤层的安全回采,需要对奥灰分布规律及顶部岩层进行分析,在巷道掘进过程中加强底板富水性探测并制定防治水方案。介绍了龙固煤矿21煤东三采区底板防治水方案的建立及注浆加固技术。利用现有资料对龙固煤矿水文地质条件进行研究分析,建立合理的方案并明确注浆加固技术,可以有效加固煤层底板并保证煤矿的安全回采,有效延长矿井寿命。     

煤层气与相邻砂岩气藏合采数值模拟研究

借鉴现有模型,建立了煤层与相邻砂岩储气层合采的三维气-水两相流动数学模型及数值模型,并结合韩城矿区煤储层以及砂岩层的实际地质资料,开展了煤层气与相邻砂岩储气层合采条件以及显著性影响因素的数值模拟分析研究。研究结果表明,砂岩层含水饱和度对煤层气与相邻砂岩气藏合采的影响最为显著,由此确定煤层气与相邻砂岩气藏合采的首要条件为相邻砂岩储气层不含水或微含水,且仅当韩城矿区内与5号煤层相邻的山西组底部砂岩层孔隙度达到5%以上时,才具备与煤层合采的意义,此时相邻砂岩层煤成气可成为煤层气井产能的有利补充。     

模糊综合评判方法在含水层富水性分区中的应用

针对平朔井工三矿太原组9#煤层开采受顶板砂岩含水层水影响严重的问题,分析了影响煤层顶板砂岩富水性的主要因素;根据矿井9#煤层水文地质特征,结合单因素分析,采用模糊综合评判方法,以砂岩厚度、脆塑性岩厚度比值、构造复杂程度为评价指标,对9#煤层顶板的砂岩裂隙含水层富水性进行了分级分区。后续掘进工程表明,分区结果与生产实际情况有良好的吻合性。     

煤层顶板砂岩水矿井瞬变电磁探测效果研究

煤层顶板砂岩水对煤矿安全生产造成很大威胁,而且影响掘进和采煤的工程进度,正确辨别砂岩水非常有必要。井下瞬变电磁探测方向灵活,砂岩水电阻率比较低,瞬变电磁在探测砂岩水方面有理论的优势。该文通过某矿应用实例,说明矿井瞬变电磁在探测煤层顶板砂岩水方面的效果。     

砂煤岩互层水力裂缝扩展规律的数值模拟研究

砂煤岩互层中都含气的情况下,采取多层联合压裂工艺进行煤层气和致密砂岩气的合采,但是地层垂向上岩石性质差异很大,地应力状态不同,从煤岩层起裂和从砂岩层起裂裂缝的形态可能会有很大的差别。采用有限元方法对砂煤岩互层中的裂缝进行了模拟研究,依据室内试验及现场数据,考虑了分层地应力、岩性差异、地层界面、施工条件的影响。采用全三维的裂缝扩展模型,分别模拟了砂岩层射孔起裂和煤层射孔起裂2种情况。结果表明,从砂岩层起裂的裂缝会在缝高方向上迅速突破煤岩层,在模型范围内,缝高大致是缝长的2倍,达不到压裂深穿透储层的目的。从煤岩层起裂的裂缝缝高方向受到砂岩层的遮挡作用,缝长较长,采取合理的施工参数裂缝可以扩展至砂岩层,推荐采取从煤层起裂的方式。并对煤层为起裂层这一情况下裂缝形态的影响因素进行了探讨,5 MPa左右的最小水平主应力差可以将裂缝限制在煤层中,地应力差为4 MPa时,存在7 m³/min的临界排量,推荐采取不小于7 m³/min的排量施工,低弹性模量、高抗拉强度、高渗透率的砂岩层有效限制了裂缝缝高方向的扩展,高黏度的压裂液有助于裂缝的穿层行为,但影响程度较弱,煤层推荐采取清水压裂液。     

涟邵煤田测水煤系煤岩层对比

根据钻孔和煤矿地质资料,采用标志层法、古生物法、岩煤组合特征,结合煤质特征及物性特征,对涟邵煤田测水煤系主要可采煤层进行对比。涟邵煤田3、5号可采煤层位于测水组下段,两煤层之间发育一层层位稳定、厚约11m的1号石英砂岩,该层砂岩为3煤层底板、5煤层顶板,全区发育;5煤底板发育B层菱铁矿结核。1号石英砂岩和B层菱铁矿结核均为含煤段主要标志层,对比可靠。     

直流电法在照金煤矿防治水方面的应用

为确保照金煤矿205工作面的安全生产,采用相似比拟法预测了工作面的涌水情况,用井下直流电法探测技术分析圈定了煤矿主采煤层(4-2煤层)顶板上160 m范围内富水异常区3处,编号依次为A、B、C号富水异常。其中A号异常有延伸至煤层顶板160 m以上的趋势,为本区的重点异常,B号异常延伸至洛河组底部,为本区的次级重点异常,C号异常延伸至直罗组上部砂岩地层,未延伸至宜君组含水层,为本区的次级重点异常。此次工作为205工作面防治水提供了可靠的依据。     

煤层开采对第四系松散含水层影响的研究

为了分析煤层开采对第四系松散含水层的影响,选择潞安矿区漳村矿为试验现场,通过浅部至深部煤层开采项板导水裂隙发育高度的理论分析、数值模拟和实际观测资料对比,研究采高6m,采动导水裂隙发育规律及对松散含水层的影响.结果表明:煤层埋深小于110 m区段,导水裂隙可突破第四系底部黏土隔水层而发育至第四系松散含水层,并对该含水层造成破坏;煤层埋深介于110～190 m区段,导水裂隙仅发育至基岩风氧化带,风化裂隙水可进入采场,对第四系底部松散含水层水影响较小;煤层埋深大于190 m区段,采动导水裂隙发育限制在完整基岩内,仅将顶板砂岩裂隙水引入采场.据此分析,漳村矿对采高6m、埋深大于190 m的中深部煤层的开采对第四系松散含水层几乎无影响.     

深埋特厚煤层综放开采覆岩导水裂缝带发育特征

以大佛寺煤矿为试验矿井,采用钻孔电视系统和钻孔简易水文观测法,探测深埋特厚煤层综放开采顶板导水裂缝带发育高度,并对导水裂缝带演化特征进行相似模拟和数值模拟试验研究。研究分析表明:大佛寺煤矿深埋特厚煤层综放开采顶板导水裂缝带发育高度为170.80~192.12 m;裂缝带区域内,裂隙数量自上而下逐渐增多,近煤层区域裂隙异常发育;钻孔砂岩区域,受拉伸作用,形成了纵横交错的裂隙,裂隙尺寸、角度较大;工作面回采距离与顶板导水缝隙带发育高度曲线呈"台阶"型。     

砂煤互层水力裂缝穿层扩展机理

临兴地区含煤岩系地层纵向互层发育煤层、致密砂岩层产层组,当砂煤薄层组合开发时,受界面胶结性质、地应力差、压裂选层、煤层厚度、施工参数等因素的影响,难以判断裂缝是否垂向穿层。为了分析砂煤互层水力压裂裂缝穿层扩展规律,通过选取砂煤天然露头岩样进行交错组合,利用大尺寸真三轴水力压裂系统开展了砂煤产层组组合的物理模拟实验,研究了压裂选层、层间胶结强度、煤层厚度、胶液和活性水对水力裂缝穿层扩展的影响。实验结果表明:在煤岩中起裂时,受煤岩层理和自身天然裂缝的影响,裂缝在扩展过程中,容易发生转向,使得裂缝形态复杂多样,不利于裂缝穿层;在砂岩层中起裂时,砂岩中水力裂缝形态简单,形成水力主缝,容易穿层扩展;当界面胶结强度较弱时,裂缝扩展至砂煤界面,容易发生转向,沿界面扩展,形成水平裂缝;煤层越厚越容易耗散水力能量,使得水力裂缝难以穿层扩展;胶液的造缝能力优于活性水,但其对储层伤害较重,压裂液类型的选取需根据现场压裂所需进行甄选。     

新集二矿1煤水文地质特征及开采涌水量预测

鉴于新集二矿计划未来二年内开采1煤,文章通过分析研究1煤的水文地质条件特征,认为1煤开采时主要充水水源为顶底板砂岩裂隙水和太灰岩溶裂隙水,同时对1煤开采条件下的涌水量进行相关预测,对指导1煤开采将起到重要作用。