基于应力-渗流-损伤耦合作用下煤矿突水模拟

突水是影响煤矿安全生产的重大灾害问题之一。本文以山西阳泉煤矿顶板突水为例,考虑突水破坏过程中岩体损伤的判别依据,及其对煤岩体力学性质的影响,建立应力-渗流-损伤耦合模型,阐述了煤岩体破坏的损伤演化过程与渗流突水机理。结果表明,顶板岩体损伤区域贯通、两侧裂隙网络交汇是造成阳泉煤矿顶板突水的根本原因。在此过程中,煤岩体中的裂隙延展、渗流状态与应力演化之间的相互作用,导致岩体损伤破裂形成贯通性的导水通道,诱发突水灾害的产生。研究结果为矿山隔水煤柱的留设提供了依据,也为煤矿顶板突水问题提供了研究思路。     

浅谈观音堂煤矿突水特征及原因

观音堂煤矿位于陕县和渑池县交界处,现有两个生产井。其中8号井设计生产能力15万吨/年,5号井设计生产能力21万吨/年。生产过程中多次发生突水事故,严重时曾造成淹井,直接影响矿井的正常生产,经济上蒙受巨大损失。因此,认真分析矿井突水特征,查明突水原因,对今后矿井安全生产具有一定的指导意义。 一、矿井概况及突水特征 观音堂煤矿地处陕渑大向斜的收敛端,8号井位于收敛端的南翼,地层倾角大,构造复杂,5号井位于向斜北翼,地层倾角小,两个井均采山西组的二_1煤,煤层平均厚为3～4m,开拓水平 300m。1989年5号井年平均矿井涌水量61.7m~3/h;8号井年平均矿井涌水量     

深部开采构造型突水危险性数值模拟分析

本文以三山岛金矿为工程背景,利用FLAC3D数值软件建立矿井深部开采流-固耦合数值模型,采用房柱式交替向上充填采矿法,在模拟采动条件下,尤其是采场通过F3断层时,矿体、充填体内渗流场以及塑性区的演化过程,对矿井不同开采时段、不同开采区域的突水危险性进行分析.试验结果表明:①距离断层较远时(-825 m-1盘区),随着回...     

煤矿重大突水灾害防治技术研究新进展

为了有效防治由老空水、陷落柱水、顶板水引起的3类煤矿重大突水灾害,介绍了与其相关的老空水探查、顶板水害预测及监测预警、矿井水害治理、侏罗纪煤田保水开采等方面技术新进展,建立了基于“三探”“三测”和“绕避、改造、降势、适应、隔离”五原则的防治水技术体系基本框架,提出了隐伏导水陷落柱探查、侏罗纪煤田顶板砂岩水防治的具体研究思路.实践证明,解决好这些关键技术问题是做好煤矿重大突水灾害防范工作的基础.若能从3种不同水害类型防治关键技术问题入手,即可构建煤矿重大突水防治技术体系是有效防治煤矿重特大水害事故的根本途径.     

南屯煤矿突水特征分析

兖州矿区南屯煤矿曾发生１４次井下突水事故，最大突水量为４１３ｍ＾３／ｈ。作者详细分析了南屯矿井涌水规律及突水特征，将突水划分为导水断层突水、向斜突水及采动裂隙波及红层突水三种类型，并根据各自的突水特征，提出了防治水工作的建议。     

煤矿充水条件及突水危险性分析

文章以苏村煤矿为例,通过对煤矿矿区地质及水文地质条件综合研究,对矿井开采煤层的充水条件及突水危险性进行分析,确定了矿井充水因素,以期对矿井的安全生产提供参考。     

韩桥煤矿突水决策信息系统

徐州矿务集团韩桥煤矿是一个开采年度较长的老矿井。煤矿突水事故频繁发生．传统的突水预测方法遇到了前所未有的挑战。将GIS技术与韩桥煤矿矿区的水文地质信息相结合,开发了突水决策信息系统。该系统可以实现水文地质数据的采集、分析,矿井突水量决策,地层综合剖面柱状图查询及报表成图等功能,为突水决策提供重要的依据,为煤矿的安全生产提供必要保证。     

煤矿突水事故防治方法

从二方面防治煤矿突水事故,减小突水灾害损失:其一,管理措施--调整煤炭生产结构,整顿煤炭生产秩序,实施煤矿安全战略,完善煤矿安全科技体系与防治体系,完善安全技术标准;其二,技术措施--在加强气象、水文动态和矿区水文地质勘查的基础上,有针对性地实施地面防水工程、地下防水工程,制定紧急突水事故预案.     

正益煤业地质构造对底板突水的影响

针对严重威胁矿井安全生产的底板突水事故,通过分析,研究断层对煤层底板突水的影响。结合山西焦煤集团介休正益煤业有限公司11号煤层实际地质构造以及断层特征,研究待开采的11号煤层的地质构造对地板突水影响。首先分析11号煤层断层构造的影响类型,然后对断层防隔水煤柱留设宽度进行计算,并分析隐伏陷落柱的影响。最后利用大井法对11号煤层突水量进行预测,并对11号煤层突水危险性进行评价。     

矿井突水仿真构模及系统实现

针对矿井突水仿真问题,分为井巷工程静态模型构建和水体漫延动态仿真2部分进行研究。运用点线化思想规范并构建井巷工程模型,引入当量长度概念统一时间度量参数。结合矿井突水特点,运用增加约束条件的图论及智能搜索算法,研究突水发展过程中水流下向漫延及水位上向升涨2个过程,采用时间步长法构建模拟时钟,预测及再现突水发生前后巷道、水体动态,完成矿井突水的仿真构模算法及系统原型实现。以国内某金属矿山数据为例,检验系统的可行性和有效性,所建模型及系统原型能够为突水预防、救援及研究工作提供技术支撑。     

浅析矿井突水的预测方法

近年来,矿井突水事故不断发生,严重威胁煤矿的安全生产,为了保障矿工的人身安全,达到安全、经济、高效的目的,在煤矿开采之前进行矿井突水预测很有必要,也具有显著意义。本文介绍了矿井突水预测的理论方法,如突水系数法、突水概率指数法、"下三带理论"预测法等,虽然每个理论方法都存在各自的优缺点,但是能够为突水预测提供理论的基础依据,为预防矿井突出事故提供帮助。     

五阳煤矿3煤层底板突水危险性评价

为了对五阳煤矿3煤层底板进行突水危险性评价,保障五阳煤矿在承压水威胁条件下进行安全开采,在详细分析五阳煤矿水文地质条件和矿井揭露特征的基础上,从主要含水层、隔水层、水压、地质构造及采掘活动等方面对五阳煤矿3煤层底板突水危险性进行评价,通过在突水系数中考虑隔水层岩性—结构特征和开采活动的影响,建立了3 煤层底板突水危险性评价体系。研究表明,五阳煤矿3煤层底板奥陶纪灰岩岩溶水突水危险性极大,随着开采深度的增加,底板受采动影响破裂越严重,发生突水的危险性进一步增加。     

地下工程突涌水物理模拟试验系统的研制及应用

基于流固耦合模型试验研究现状及其所存在的问题,探讨了突涌水物理模拟的关键技术难题,研制了新型流固耦合模拟试验系统.选用砂和滑石粉为骨料,以石蜡为胶结剂,通过大量配比试验,研制出新型流固耦合两相相似材料,采用高强PVC材料研制出组合式三维流固耦合试验台架,可实现不良地质体和含水层的自动生成;采用光纤光栅技术研制出突涌水前兆信息监测系统,传感器具有体积小、精度高和防水的特点,能够实现应力、位移以及渗压等多元信息的实时并行在线采集和分析.采用该试验系统对巷道涌水进行了物理模拟,试验结果表明该系统稳定可靠,具有良好的应用价值和工程实用意义.     

复杂突水条件下矿井注浆堵水技术

以桑树坪矿"8.7"突水堵水工程为例,论述了因小煤矿越界开采本矿深部煤层导致发生特大突水、在不明过水通道下的注浆堵水技术。为了在突水条件不清楚的前提下进行注浆,桑树坪矿先采用了多种探查手段,之后开展动水注浆。工程实践表明,在过水通道位置不清楚的前提下,首先要通过调查了解小煤矿的采掘情况,并结合本矿采掘系统确定截流段的大体位置;其次采用物探手段对该处过水通道进行探查,并根据物探成果使用井下钻探方法精确查明过水巷道的位置;之后展开动水截流,截流成功后再对煤层底板和奥灰岩顶部进行注浆。     

浅谈煤矿底板突水机理及防治

通过分析我国煤矿底板突水的基本特点,探讨了其底板突水机理,将煤矿底板突水划分为两大类型,即构造底板突水、工程扰动底板突水。从底板受力和破坏形式的差异出发,将底板分为"三区"和"五带"。运用箱体模型解释了地下水不同储水带、导水带间的径流、补给及排泄现象。     

改进型突水系数法在矿井底板突水评价中的应用

基于突水系数公式由水压和隔水层厚度有关,为了使突水系数法在煤矿底板突水评价中更加准确有效,考虑到各类岩石本身所具有的力学强度和阻水性能,从底板隔水层岩石组合方式及矿压破坏带发育情况入手,将突水系数公式改进为质量比值系数公式和强度比值系数公式。并将改进公式应用于某矿,结果表明：2种改进公式所绘制的评价图不仅能更加精确地显示矿井底板突水危险区域,而且给出了底板突水系数最大值与最小值。     

张集煤矿突水危险域微震监测系统应用

依据张集煤矿1612A工作面的突水危险域及开采施工特点,优化提出了利用锚杆作为传导岩体破微裂信号介质,并采用锚杆焊接、锚固剂锚固螺栓等手段在瓦斯矿井合理安装微震监测传感器的方法,实现了对张集煤矿突水危险域的实时监控。利用实时波形数据及微震事件定位结果对该方法进行了验证。结果表明:工作面推进速度与监测得到的工作面顶底板微震事件定位结果相同,微震定位的底抽巷巷内异常点与现场抽水泵位置基本一致,验证了采用优化设计方法的合理性与准确性。     

突水系数法分析预测煤层底板突水危险性的探讨

为了预测煤矿深部带压开采奥灰突水危险性,合理划分危安区。研究了华北型煤田特征、模拟试验及相关资料,对以往突水系数公式进行了综合分析对比,在此基础上,提出突水系数修正公式,并对高家塔煤矿9号煤层带压开采奥灰突水危险性及危安区进行了预测、划分。结果表明：突水系数可由0.043~0.091 MPa/m修正为0.067~0.127 MPa/m,突水性分区可由相对安全区-相对危险区修正为相对危险区-危险区。实际生产矿井带压开采突水事故证明了突水系数修正公式的合理性。