底板突水

摘要： 为研究煤层开采过程中底板渗透性变化规律,利用Rock Top多场耦合试验仪,采用稳态和瞬态2种方法测得不同应力作用下红砂岩渗透率,对红砂岩加载过程中内部裂纹发展变化规律及渗流特性进行分析,结果表明:对岩样进行应力差20 MPa等梯度加载,全应力-应变曲线呈台阶状,根据裂纹体积应变法确定应力-应变各阶段的应变阈值,可将其划分为5个阶段:压密闭合阶段—线弹性阶段—裂纹稳定扩展阶段—裂纹非稳定扩展阶段—峰后应变与破坏阶段;利用渗流进、出水口双泵设计,在5个渗透压差下利用稳态法测试不同应力作用下岩石渗透率,结果表明在不同渗透压差下岩石渗透率均经历缓慢下降—缓慢增加—快速增长3个阶段,与全应力-应变-渗流曲线规律一致,并与试件内部裂纹发展规律相对应;采用瞬态法测试得不同应力差下渗透率变化规律,与稳态法-渗流规律相一致,由于测试方法不同,瞬态法比稳态法测得岩样渗透率高出1~2个量级,均表明红砂岩属于低渗类岩石;通过对完整岩样施加不同应力差模拟底板岩体状态,发现煤层底板压缩区渗透性减小,膨胀区渗透性增大,随着工作面推进,底板渗透性呈现先减小后增大的趋势,试验结果进一步揭示了随工作面推进底板岩体的渗流特性,为底板突水防治提供了重要的理论依据。

摘要： 针对顺和煤矿西翼采区构造较为发育,底板太灰边界条件,补给、径流、疏排条件复杂,工作面底板受太灰承压水突水威胁,影响工作面安全生产问题,结合2401工作面地质条件及水文地质资料,采用突水系数法计算,得出工作面底板突水系数大于临界系数0.06,工作面具有底板突水危险性。通过对工作面底板太灰水可疏降性分析,2401工作面底板灰岩上段含水层的连通性较好,含水层的富水性弱,易于疏降。据此设计工作面疏水降压方案,并对疏降效果进行评价,工作面疏降周期可行、疏降效果明显。疏放效果评价结果表明,工作面采取疏水降压措施后,最大突水系数约在0.03 MPa/m,具备带压开采的基本水文地质条件,在正常情况下一般不会发生灾害性突水。

摘要： 以新景矿矿井水文地质条件为背景,调查分析了地表水、地下含水层水、采空区积水等矿井水害因素。分析表明,新景矿主要开采的8、9、15号煤层形成的导水裂缝带均会沟通上覆采空区,采空区积水对该矿安全生产具有一定威胁。同时,计算了井田内奥灰水带压区域主要可采煤层的底板突水系数,均小于临界突水系数,表明奥灰水带压区属于相对安全区。

摘要： 深部煤矿开采易发生底板突水问题,为保证煤矿安全开采,研究地质结构,分析突水原因,评价突水危险十分重要。由于深部开采具有高承压等特点,采用一般突水系数法进行突水危险性评价已不适用云冈矿深部开采的实际情况,对此,在突水系数法的基础上引入单位涌水量q,提出一种改进型的评价办法:突水系数-单位涌水T_(s)-q评价法。以云冈矿深部开采为研究对象,结合原有突水数据资料,建立了T_(s)-q底板突水危险程度评价法。结果表明,T_(s)-q底板突水危险程度评价法扩大了突水安全区和相对安全区,是对突水系数评价法的补充,尤其适合应用在高承压、富水性弱的深部开采煤层底板突水危险的评价中。

摘要： 为了解决深部带压开采造成底板突水的问题,详细分析云冈矿51041工作面发生底板突水的原因,采用水力压裂防治技术。设计水力压裂钻孔方案,明确施工工艺,对工作面周期来压、超前支承压力、巷道围岩变形以及奥灰水位进行现场监测。结果表明:在采用水力压裂技术后,工作面顶板的周期来压步距为9.53 m,超前支承压力集中系数为1.65,巷道变形速度较小,奥灰水位相对稳定,没有形成导水通道,可见,水力压裂防治水技术能有效地防治突水事故。

摘要： 以王家岭矿12313回采工作面为监测靶区,利用微震预警监测系统对矿井底板突水进行了动态微震监测研究。监测结果表明:12313回采工作面底板的总体趋势趋于稳定,共有地质异常区、断层异常区和工作面前方应力集中区8个异常区,监测结果为工作面底板突水预警提供了技术支持。

摘要： 针对传统矿井突水水源判别方法对矿井煤层底板突水水源判别准确率低的问题,以城郊煤矿二_(2)煤层为例,建立了Fisher矿井底板突水水源判别分析模型。城郊煤矿二_(2)煤层具有突水威胁的含水层分别为煤系砂岩含水层和底板太原组岩溶裂隙含水层,考虑到水化学离子的重要性及数据的有效性,采用煤层底板有突水威胁的砂岩水、太灰水和混合水3类水样分析资料作为样本,选取Ca^(2+),Mg^(2+),Na^(+)+K^(+),HCO_(3)^(-),Cl^(-),SO_(4)^(2-)这6种离子含量和矿化度作为矿井突水水源判别分析的变量。利用SPSS软件求得2个典型Fisher判别函数(第1和第2判别函数),计算出典型判别函数在3类水样类别的中心值,通过比较待判水样函数值与这3类水样类别的中心值距离即可判别样本归属哪一类别。利用回代估计法对Fisher矿井底板突水水源判别分析模型进行检验,结果表明:该模型的判别正确率达93.3%,判别结果可信度高。利用该模型对城郊煤矿二_(2)煤层10个已知水样进行分类,得出10个水样的判别结果与实际情况吻合,判别正确率为100%。

摘要： 针对晋能控股装备制造集团公司A矿煤层带压开采作业中有多个含水层影响正常开采的问题,为实现安全开采,借助理论分析与工程实践相结合的方法,对该煤层底板影响底板突水的因素进行深入分析,同时计算了该煤层底板的实际突水系数,对煤层底板的突水危险性进行了进一步评价,最终得出3号煤层为赋存状况较稳定较安全的煤层,并针对3号煤层的具体地质概况,提出了一系列底板突水防治措施,通过综合应用这些措施,有效防治了突水事故的发生,更好地保障了安全开采。

摘要： 煤层深部开采使得煤矿底板水害事故频发,传统突水危险性评价方法评价指标单一、评价结果偏离实际的弊端逐渐显露,造成众多新型评价方法涌现。以河北省华北型煤田东欢坨矿为研究对象,选取含水层性能、隔水层性能、地质条件、煤层条件的评价因素集,综合考虑10个评价因素,建立适用于东欢坨矿的底板突水危险性评价指标体系;利用层次分析法确定各指标主观权重,利用CRITIC法确定各指标客观权重,将2者耦合得到综合权重,兼顾专家主观经验与数据客观信息,保证权重确定的全面性;引入加权秩和比法,构建评价矩阵,依据指标对评价对象所产生的优劣性影响将其分为高优型指标和低优型指标,编秩计算WRSR值,对数据进行分档排序,确定安全、较安全、较危险、危险4个评价等级区间,形成评价模型;利用GIS强大的空间管理及信息处理功能,完成结果的信息展示;将评价结果与实际工程出水位置相比较,发现突水位置都在底板突水较危险区域,并与传统评价方法突水系数法相对比,证明评价模型有效。研究成果形成了煤层底板突水危险性评价新方法,丰富煤层底板突水危险性评价方法的种类,为煤矿防治水工作者提供新思路。

摘要： 为防止断层区域发生底板突水,以马兰矿18502工作面回采揭露F18502-02正断层为工程背景,通过揭示断层构造区域底板突水机理,分析了工作面开采对断层构造区域底板突水的影响规律,表明工作面前方塑性破坏范围与断层构造区域的塑性破坏范围相互沟通并形成导水通道,是导致断层构造区域底板突水的主要原因。基于此,在马兰矿18502工作面进行了突水注浆防治工作。

摘要： 随着对煤炭资源综合开采强度及采区布置开采宽度的增加,澄合二矿矿井的深度不断延伸,来自5#煤层底部奥陶纪灰岩高承压水的危害日趋加剧,如何解放5#水体下压煤储量是保证矿井安全生产的难点问题和重点问题.基于此,本文结合澄合二矿水文地质条件和对底板突水影响因素的分析,同时考虑在有无底板采动破坏深度影响条件下,采用突水系数法对该矿区太原组5号煤层底板阻隔水能力进行评判,据此将5号煤层底板划分为不同的带压开采区域,解放了受奥灰水害威胁的煤炭储量,给未来矿区水害防治重点提供参考依据.

摘要： 针对煤层底板突水危险性评价指标的复杂性与不确定性,将博弈论与集对分析相结合,构建了博弈论-集对分析煤层底板突水危险性评价模型.首先运用博弈论优化主客观权重,得到煤层底板突水危险性评价指标的组合权重,根据联系度函数得到单指标联系度,结合所得权重,将多个单指标联系度合成一个能反应突水危险级别的综合联系度,再根据置信度准则确定突水危险性等级,最后通过集对势进一步分析突水危险性的动态发展趋势.通过对临汾某矿突水工程实例进行分析,并与模糊综合评价法进行对比,验证了该模型的科学性与有效性.

摘要： 兖州煤田各矿区目前已相继开始下组煤开采工作,深部下组煤开采受高地应力、高奥灰水压力影响,开采难度远大于浅部煤层.本文以兴隆庄煤矿开采下组煤中的16上煤和17煤两层煤为例,利用有限差分软件FLAC3D模拟了高地应力条件下近断层煤层反复采动过程,获得了采煤工作面距断层不同距离时的采场围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布图;对比分析了初次采动和第二次采动时围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布规律;利用塑性区分布范围是否与含水断层接触判断煤层底板是否突水,并得到了工作面发生底板突水时的临界突水距离,与规范计算结果进行对比,两者基本一致.研究成果对指导煤矿防治水害工作和确定防隔水煤岩柱留设宽度具有一定参考意义.

摘要： 为预测倾斜煤层底板突水,依据隔水关键层理论,建立了线性增加水压力作用下的底板倾斜隔水关键层力学模型.采用Mohr-Coulomb屈服准则,推导了底板倾斜隔水关键层的失稳力学判据,并应用于现场倾斜煤层底板隔水关键层的稳定性分析.研究成果为承压水上倾斜煤层安全带压开采提供一定的理论依据.

摘要： 我国东部部分矿区采深已经达到-1000m左右,大采深、高水压是开采时的突出特点.在预测底板安全性时,尤其是断层横穿工作面或者是临近断层的工作面,单一的预测方法或手段均不能有效地确保安全.所以多种预测方法和手段应当同时应用,相互佐证.本文针对某矿3206工作面具体情况,采用突水系数法和"下三带"理论分别进行了底板安全性分析,并将两者预测的结果进行了比对.

摘要： 在系统收集桃园煤矿Ⅱ2采区地质资料和放水试验资料的基础上,对Ⅱ2采区底板的突水危险性进行了分析.结果表明:Ⅱ2采区底板的直接突水水源是太灰水，在对太灰含水层进行突水危险性分析的基础上，确定整个n2采区底板都有突水的可能性。对于巷道底板，在破坏区段存在突水危险性。采区-700m标高以浅区域为突水威胁区，-700m标高以深区域为突水危险区。由分析可知，Ⅱ2采区不适宜采用疏干降压带压开采的方法，可采用含水层改造的方法实现带压开采的目的。

摘要： 论述了澄合矿区底板充水性、底板破坏深度及阻水性、采动底板影响及断层活化性、底板突水危险性等底板注浆条件,并与近20年的矿区探查试验、开采实践、突涌水情况、注浆情况对比分析.结果表明,澄合矿区以往底板注浆条件符合实际,并提出了未来的研究方向,为澄合矿区底板注浆提供了依据.

摘要： 为研究深部高承压采动条件下煤层底板渗流场—应力场耦合特征,以某矿21103工作面3煤开采为例,建立应力—渗流耦合方程,应用COMSOL数值软件实现煤层开采动态模拟.研究表明:3煤底板在渗流和高应力作用下,破坏深度达到25m左右,基本导通底部灰岩含水层,渗流作用在采空区后方底部比较剧烈;煤层的采动破坏了隔水岩层的阻水性能,灰岩水涌入工作面造成突水的可能性较大,建议后期开采应采取相应的防治措施.

摘要： 为研究深部高承压采动条件下煤层底板渗流场—应力场耦合特征,以某矿21103工作面3煤开采为例,建立应力—渗流耦合方程,应用COMSOL数值软件实现煤层开采动态模拟.研究表明:3煤底板在渗流和高应力作用下,破坏深度达到25m左右,基本导通底部灰岩含水层,渗流作用在采空区后方底部比较剧烈;煤层的采动破坏了隔水岩层的阻水性能,灰岩水涌入工作面造成突水的可能性较大,建议后期开采应采取相应的防治措施.

摘要： 为研究深部高承压采动条件下煤层底板渗流场—应力场耦合特征,以某矿21103工作面3煤开采为例,建立应力—渗流耦合方程,应用COMSOL数值软件实现煤层开采动态模拟.研究表明:3煤底板在渗流和高应力作用下,破坏深度达到25m左右,基本导通底部灰岩含水层,渗流作用在采空区后方底部比较剧烈;煤层的采动破坏了隔水岩层的阻水性能,灰岩水涌入工作面造成突水的可能性较大,建议后期开采应采取相应的防治措施.

摘要： 本发明提供了一种煤层底板变参数突水通道预警系统及突水危险性判定方法，涉及采矿工程技术领域。该系统包括数据分析存储装置、电子信号终端服务器、预警装置、距离探测装置和滤波单元，距离探测装置对煤层埋深、煤厚和倾角进行测量，电子信号终端服务器包括石墨烯碳晶电子释放探头和接收探头。利用该装置对煤层突水危险进行判定，根据煤层埋深、煤层厚度、煤层倾角、煤层的稳定性、煤层硬度、采煤工艺、隔水层厚度、隔水层底板临界水压、突水通道和含水层属性共计10个影响因素，从煤层情况、隔水层情况和含水层情况进行综合分析，精确判定突水危险性并进行实时预警，该系统及方法为煤层防治水安全生产提供科学有效的判断标准。

摘要： 本发明公开了一种煤层底板注浆加固突水危险性评估方法，该方法包括步骤：一、确定待加固区域的位置；二、采集加固前待加固区域的原始视电阻率；三、对待加固区域进行注浆加固；四、确定注浆加固后待加固区域内的有效加固区域；五、根据注浆加固后待加固区域内的有效加固区域对待加固区域的突水危险性等级进行评估。本发明通过确定待加固区域的位置，并对待加固区域注浆加固前后的视电阻率分别进行测量，确定注浆加固后待加固区域内的有效加固区域，然后根据待加固区域内的有效加固区域对待加固区域的突水危险等级进行评估，评估确定的突水危险等级更具准确性，对煤矿安全生产具有现实的积极的指导作用，提高了煤矿生产的安全性。

摘要： 突水系数小于0.06MPa/m区底板突水评价三图法，包括以下步骤：1.主采煤层开采的带压区范围的圈定；2.确定导水通道立体空间位置，建立其空间位置分布图；3.基于不同勘探信息源资料，研发煤层底板充水含水层富水性分区图；4.基于GIS复合功能，叠加分析影响主采煤层安全开采的底板突水的诸因素，建立主采煤层底板突水危险性预测分区图，对主采煤层开采过程中底板突水危险状况做出预测评价。突破了《煤矿防治水规定》的突水系数值小于0.06？MPa/m的煤层底板带压区开采是安全的传统观念，对我国的煤炭工业的发展有着重要的意义。

摘要： 本发明公开了一种煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法，其突破现有技术的偏见，大胆地运用先排水降压、后打关键孔，使用注浆锚杆向关键孔内进行锚固注浆、再采用喷射混凝土填平围岩、顶板与底板三者各自周边的凹陷区域的施工方法。即，采用引排关键孔疏水降压、注浆关键孔锚固加固围岩，进而围岩支护，加强断层周围破碎带及煤层顶底板破坏带的力学性能，增加抗渗性能等技术手段，较好地解决了煤矿工作面安全通过导水断层的技术问题。本发明具有安全性、可靠性好，施工方法简单、成本低等特点，具有较好的技术推广价值。

摘要： 突水系数小于0.06MPa/m区底板突水评价三图法，包括以下步骤：1.主采煤层开采的带压区范围的圈定；2.确定导水通道立体空间位置，建立其空间位置分布图；3.基于不同勘探信息源资料，研发煤层底板充水含水层富水性分区图；4.基于GIS复合功能，叠加分析影响主采煤层安全开采的底板突水的诸因素，建立主采煤层底板突水危险性预测分区图，对主采煤层开采过程中底板突水危险状况做出预测评价。突破了《煤矿防治水规定》的突水系数值小于0.06MPa/m的煤层底板带压区开采是安全的传统观念，对我国的煤炭工业的发展有着重要的意义。

摘要： 本发明公开了一种煤矿工作面过导水断层时预防顶板和底板突水的施工方法，其突破现有技术的偏见，大胆地运用先排水降压、后打关键孔，使用注浆锚杆向关键孔内进行锚固注浆、再采用喷射混凝土填平围岩、顶板与底板三者各自周边的凹陷区域的施工方法。即，采用引排关键孔疏水降压、注浆关键孔锚固加固围岩，进而围岩支护，加强断层周围破碎带及煤层顶底板破坏带的力学性能，增加抗渗性能等技术手段，较好地解决了煤矿工作面安全通过导水断层的技术问题。本发明具有安全性、可靠性好，施工方法简单、成本低等特点，具有较好的技术推广价值。

摘要： 本发明涉及一种工作面采动底板突水演化预警保障系统及方法，系统包括：监测子系统以及实时远程测控与智能预警处置子系统；所述监测子系统与所述实时远程测控与智能预警处置子系统连接；所述监控子系统用于实时监测采动工作面底板岩体的多物理场信息；所述多物理场信息包括地震波场信息、应变场信息、温度场信息以及电性信息；所述实时远程测控与智能预警处置子系统用于对所述多物理场信息进行解编以及合并处理并生成处置建议反馈至井下现场工作人员，并根据治理前多物理场信息以及治理后多物理场信息，进行治理效果评价。本发明可精准掌握突水信息，实现全周期全方位监测，提高了突水预警能力、治理质量及效果，进而科学有效开展后续保障工作。

摘要： 本发明公开了一种煤矿智能开采工作面底板突水预测模型、预测方法及系统，确定影响因素，采集与统计得到影响因素的具体数值；对具体数值进行预处理，将预处理得到的样本数据作为训练数据集；构建并训练底板突水智能预测模型；将测试数据集输入到训练好的底板突水智能预测模型中，输出最多的类别作为测试数据集所属的类别，即预测结果；通过随机森林算法构建工作面底板突水智能预测模型，解决了现有技术中智能开采工作面底板水害无法实现智能准确预测的问题，煤矿智能开采工作面底板突水智能预测方法，实现了随工作面采动实时动态智能预测底板突水情况，煤矿智能开采工作面底板突水智能预测系统，能够对采煤工作面底板突水进行实时动态智能预测。

摘要： 本发明公开了一种煤层底板突水治理方法，该方法包括步骤：一、确定待加固区域的位置；二、采集加固前待加固区域的原始视电阻率；三、对待加固区域进行注浆加固；四、确定注浆加固后待加固区域内的有效加固区域；五、根据注浆加固后待加固区域内的有效加固区域判断待加固区域的突水危险性；六、对待加固区域进行补充注浆加固；七、完成待加固区域的注浆加固。本发明通过对待加固区域加固前后的视电阻率进行测量，判断加固后待加固区域是否存在突水危险性，若存在突水危险性，对待加固区域进行补充注浆加固，直至待加固区域不存在突水危险性，解除底板突水造成的突水危险，治理效果好，提高了煤矿生产的安全性。

摘要： 本发明公开了一种煤层底板突水识别方法，基于半无限理论建立煤层底板的受力简化模型，基于该受力简化模型，根据煤层深度、岩层参数、超前支撑压力、原岩应力、底板重力和承压水压力，获取煤层底板的底板总应力分量，有利于提高识别煤层底板突水通道的可靠性。另外，通过采用数值模拟对识别结果进行验证，并基于验证结果结合微震监测确定出突水通道的突水危险区，可以有效融合基于岩层参数识别突水通道、数值模拟和微震监测三种方法的优势，提高突水危险区的识别精确度并为煤层底板突水灾害的防治提供可靠的依据。