检索结果-南通市图书馆

蒙陕接壤区典型煤层开采顶板周期性变形破坏及涌水响应特征

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤田地质与勘探 2024年

作者：周振方董书宁董阳罗生虎薛建坤王治宙王淑璇尚宏波王甜甜王昱同王同西安科技大学地质与环境学院中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西省“四主体一联合”黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心陕西省现代建筑设计研究院有限公司生态环境一所西安科技大学理学院煤炭科学研究总院西安科技大学能源学院

【目的】煤矿开采扰动破坏覆岩含/隔水层结构，造成集中涌水，影响矿井安全生产。【方法】以面临典型顶板砂岩水影响的蒙陕接壤区主采煤层3-1煤开采涌水过程为研究对象，采用物理相似材料模拟、数值仿真模拟、现场原位监测3种方法，并... 详细信息

【目的】煤矿开采扰动破坏覆岩含/隔水层结构，造成集中涌水，影响矿井安全生产。【方法】以面临典型顶板砂岩水影响的蒙陕接壤区主采煤层3-1煤开采涌水过程为研究对象，采用物理相似材料模拟、数值仿真模拟、现场原位监测3种方法，并通过周边地质和开采条件相似矿井实测数据对比，分析3-1煤典型工作面开采煤体支承压力周期性演变规律、采空区覆岩垂直位移演变规律，定量获取实验室尺度顶板周期来压瞬间微震能量事件变化特征，综合确定顶板导水裂隙带随采发育特征，以及顶板涌水随覆岩周期来压变化趋势。【结果和结论】结果表明：工作面开采覆岩初次来压步距约40 m，周期性来压步距12～28 m，覆岩破断瞬间围岩周期性来压呈现“先增后稳定”的趋势，在推进至第5次周期来压(推进距离约140m)时，超前支承压力达到最大，覆岩周期性来压、破断瞬间垂直位移峰值随采呈现“之”字型变化特征，同样，位移监测数据、微震事件总能量、事件频次等综合指标指示，在第5次周期来压瞬间，覆岩垂直位移变幅达到最大值，塑性区发育高度基本稳定；导水裂隙带发育最大高度在120m左右，将直接沟通顶板直罗组砂岩含水层，地下水随采涌入过程呈现两种波动变化趋势，工作面全局尺度上呈现长周期“阶梯式”增长趋势，“阶梯式”增长周期约800 m，局部尺度呈现短周期“振荡”变化趋势，振荡周期16～48m，并表现出与覆岩来压周期之间的较强关联性。研究结果为工作面涌水量预测以及防排水系统布设提供参考。

关键词：蒙陕接壤区水害防治涌水量变化顶板破坏周期来压数值模拟微震

厚基岩采场弱胶结岩层动力溃砂机制研究现状与展望

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2022年第1期47卷 274-285页

作者：董书宁柳昭星王皓中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710054 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

我国西部矿区黄陇、宁东两大煤炭基地发生的采场顶板溃水溃砂与强矿压显现叠加灾害是一种厚基岩采场顶板弱胶结岩层动力溃砂灾害。该灾害类型在表象、物源和动力源上均不同于以往浅埋、近松散层采场的非动力溃水溃砂灾害,是一种新型的... 详细信息

我国西部矿区黄陇、宁东两大煤炭基地发生的采场顶板溃水溃砂与强矿压显现叠加灾害是一种厚基岩采场顶板弱胶结岩层动力溃砂灾害。该灾害类型在表象、物源和动力源上均不同于以往浅埋、近松散层采场的非动力溃水溃砂灾害,是一种新型的采场顶板灾害。由于该类型灾害突发性强、破坏性大、冲击力大,对安全生产带来严重威胁,致使如何有效防控灾害的再次发生成为许多矿区亟待解决的难题。目前揭示灾害形成的内在机制、探明其中蕴藏的科学问题是建立灾害防控技术体系的基础和关键。通过挖掘灾害形成的表象、物源和动力源特征,分析事故矿区覆岩结构、地层条件及相关研究现状,研究得到硬岩下方支承压力和基本顶载荷分布对弱胶结地层劣化的响应规律、硬岩破断作用下劣化弱胶结地层溃涌的动力形成机制和通道演化规律等2个关键科学问题是揭示灾害形成机制的瓶颈。因此,关于灾害形成机制研究形成了弱胶结地层遇水劣化对影响因素的反馈特征及响应关系、上硬岩层和基本顶受力条件随弱胶结地层劣化的变化规律、劣化弱胶结地层溃涌动力机制和增量载荷作用下通道演化规律等3个主要研究内容,并且提出了从根本上改变灾害发生客观条件的硬岩超前预裂和弱胶结地层注浆改性的综合主动防控技术思路。研究成果将为采场顶板溃水溃砂和强矿压显现并发灾害构建防控技术体系提供借鉴,保障西部煤田大规模安全开发。

关键词：厚基岩采场弱胶结岩层动力溃砂强矿压显现硬岩破断失稳

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于主应力状态转换的采场底板突水机理分析

采矿与安全工程学报 2023年第4期40卷 691-703页

作者：董书宁柳昭星王皓中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710054 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

为揭示采场底板突水过程中主应力状态转换与水压共同作用机理,笔者采用理论分析、室内试验和数值计算等手段,研究了煤层底板采动应力扰动突水判据、饱和岩层损伤试验特征、主应力转换特征。结果表明:基于采动底板岩层扰动程度判别指标... 详细信息

为揭示采场底板突水过程中主应力状态转换与水压共同作用机理,笔者采用理论分析、室内试验和数值计算等手段,研究了煤层底板采动应力扰动突水判据、饱和岩层损伤试验特征、主应力转换特征。结果表明:基于采动底板岩层扰动程度判别指标、底板起裂压力阈值判别指标和底板含水层失稳判别指标得到的采动底板突水判据阈值为1;底板灰岩试样损伤在卸压后存在明显的延迟效应,而在失稳时产生应力跌落现象;采空区前后底板最大主应力由水平应力转换为垂直应力。底板卸荷后,最大主应力又从垂直应力转换为水平应力。采动底板最大与最小主应力差值在不同深度呈现不同分布特征,但总体均增大,且集中在采空区前后煤壁附近。

关键词：底板突水采动应力状态应力路径突水判据

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

倾斜裂隙水平孔注浆浆液扩散规律

煤炭学报 2022年第S1期47卷 135-151页

作者：柳昭星董书宁王皓中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710054 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

华北型煤田下组煤资源受奥陶系中统厚层灰岩或太原组薄层灰岩等承压含水层突水威胁严重,现阶段利用水平定向钻对含水层进行超前区域注浆改造是消除底板突水威胁、解放煤炭资源的重要手段。但由于底板岩溶裂隙含水层水平注浆孔浆液扩散... 详细信息

华北型煤田下组煤资源受奥陶系中统厚层灰岩或太原组薄层灰岩等承压含水层突水威胁严重,现阶段利用水平定向钻对含水层进行超前区域注浆改造是消除底板突水威胁、解放煤炭资源的重要手段。但由于底板岩溶裂隙含水层水平注浆孔浆液扩散规律不清,注浆设计和工程实践中的关键注浆参数确定缺少理论依据,无法有效把控注浆过程、保证注浆效果,因此综合采用室内试验、理论推导、数值分析、对比验证和数值模拟等手段研究构建了倾斜裂隙水平注浆孔牛顿流体和黏时变性流体浆液扩散模型,通过模型试验和数值模拟计算进行了对比验证,计算分析了不同因素下倾斜裂隙浆液扩散迹线和扩散距离变化规律。研究结果:理论计算得到的浆液扩散形态和倾角的影响特征与倾斜裂隙浆液扩散物理模型试验结果和数值模拟计算结果具有一致性;岩溶含水层单裂隙中不同注浆压力、裂隙倾角(不包括0°)、裂隙开度和浆液水灰比下中浆液扩散形态为沿中心垂线对称的近似椭圆形态,上方裂隙中部迹线呈现微凹特征分布,浆液扩散距离最大值和最小值分别出现在方位角180°和0°位置。下方裂隙浆液扩散迹线范围的增加幅度大于上方裂隙;浆液扩散迹线范围在下方裂隙和上方裂隙中随裂隙倾角增加分别增大和减小;相同条件下,水平注浆孔上方裂隙中的浆液扩散距离大于下方裂隙中的,且在宽张裂隙尺度下差距呈现倍数增加特征。

关键词：岩溶裂隙承压含水层水平注浆孔倾斜裂隙浆液扩散规律牛顿流体黏时变流体

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

承压倾斜裂隙水平孔注浆浆液扩散规律

煤炭学报 2022年

作者：柳昭星董书宁王皓中煤科工集团西安研究院有限公司西安科技大学地质与环境学院陕西省煤矿水害防治技术重点实验室

华北型煤田下组煤资源受奥陶系中统厚层灰岩或太原组薄层灰岩等承压含水层突水威胁严重，现阶段利用水平定向钻对含水层进行超前区域注浆改造是消除底板突水威胁、解放煤炭资源的重要手段。但由于底板岩溶裂隙含水层水平注浆孔浆液扩散...

华北型煤田下组煤资源受奥陶系中统厚层灰岩或太原组薄层灰岩等承压含水层突水威胁严重，现阶段利用水平定向钻对含水层进行超前区域注浆改造是消除底板突水威胁、解放煤炭资源的重要手段。但由于底板岩溶裂隙含水层水平注浆孔浆液扩散规律不清，注浆设计和工程实践中的关键注浆参数确定缺少理论依据，无法有效把控注浆过程、保证注浆效果，因此文章综合采用室内试验、理论推导、数值分析、对比验证和数值模拟等手段研究构建了承压倾斜裂隙水平注浆孔牛顿流体和粘时变性流体浆液扩散模型，通过模型试验和数值模拟计算进行了对比验证，计算分析了不同因素下倾斜裂隙浆液扩散迹线和扩散距离变化规律。研究结果：理论计算得到的浆液扩散形态和倾角的影响特征与倾斜裂隙浆液扩散物理模型试验结果和数值模拟计算结果具有一致性；岩溶含水层单裂隙中不同注浆压力、裂隙倾角（不包括0°）、裂隙开度和浆液水灰比下中浆液扩散形态为沿中心垂线对称的近似椭圆形态，上方裂隙中部迹线呈现微凹特征分布，浆液扩散距离最大值和最小值分别出现在方位角180°和0°位置。下方裂隙浆液扩散迹线范围的增加幅度大于上方裂隙；浆液扩散迹线范围在下方裂隙和上方裂隙中随裂隙倾角增加分别增大和减小；相同条件下，水平注浆孔上方裂隙中的浆液扩散距离大于下方裂隙中的，且在宽张裂隙尺度下差距呈现倍数增加特征。

关键词：

我国大水矿山侧向帷幕截水技术及水资源保护效果研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭科学技术 2023年第7期51卷 207-223页

作者：王海董书宁孙亚军王皓中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

我国矿山种类多、数量多,涵盖煤炭、冶金、有色金属、化工等,大部分矿山采用疏干排水方式控制地下水,部分大水矿山矿井每天疏排水量数万立方米到数十万立方米,疏干排水引发地下水位下降、水资源枯竭、岩溶塌陷和地面沉降、地表水污染、... 详细信息

我国矿山种类多、数量多,涵盖煤炭、冶金、有色金属、化工等,大部分矿山采用疏干排水方式控制地下水,部分大水矿山矿井每天疏排水量数万立方米到数十万立方米,疏干排水引发地下水位下降、水资源枯竭、岩溶塌陷和地面沉降、地表水污染、地下水环境恶化等问题。为解决大水矿山的安全开采和水资源浪费问题,自20世纪60年代开始进行矿山截水帷幕技术研究,经过近60 a的发展,由单一的地面直钻孔注浆发展为地面定向钻孔注浆、井下钻孔注浆、井上下联合钻孔注浆、桩排、连续墙、防渗膜等多种截水帷幕技术,先后在80余座矿山成功应用了半封闭式、封闭式、落底式和悬挂式截水帷幕,截水率大多在60%以上,帷幕外侧水位显著抬升,取得非常好的应用效果,保护了矿山水资源和矿区生态环境。选取金属矿岩溶裂隙水全封闭帷幕、煤矿基岩落底式注浆帷幕、松散层与岩溶地层定向水平孔注浆帷幕、松散层防渗膜落底式帷幕等4种典型截水帷幕案例进行了详细阐述,分析了典型截水帷幕案例的截水技术及水资源保护效果,有效截水率均在75%以上。基于帷幕截水技术发展趋势,提出了大水矿山侧向帷幕截水技术将朝着松散层侧向无接头连续截水帷幕、基岩侧向截水帷幕定向扩散注浆、低渗厚基层侧向截水帷幕等技术方向发展,践行“绿水青山就是金山银山”理念,保护矿山地下水资源,实现矿山保水、保生态、减损、绿色开采。

关键词：大水矿山侧向帷幕截水技术涌水量水资源保护

逐光而行 “炭”索未来——庆祝《煤田地质与勘探》创刊五十周年特刊刊首语

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤田地质与勘探 2023年第1期 3-4页

作者：董书宁中国煤炭科工集团有限公司科技委陕西省煤矿水害防治技术重点实验室

1973年,为落实推动我国出版工作的全新安排,贯彻国家能源、矿业大发展规划策略,响应煤田地质行业创新发展的需要,中煤科工西安研究院(集团)有限公司作为主办单位积极筹措创建《煤田地质与勘探》,旨在刊发和推广我国科技工作者在煤田地...

1973年,为落实推动我国出版工作的全新安排,贯彻国家能源、矿业大发展规划策略,响应煤田地质行业创新发展的需要,中煤科工西安研究院(集团)有限公司作为主办单位积极筹措创建《煤田地质与勘探》,旨在刊发和推广我国科技工作者在煤田地质方面的最新科研成果和先进的技术、装备,推动煤炭行业安全发展。时至今日,《煤田地质与勘探》已走过50年的风雨历程。

关键词：

人工智能技术在煤矿水害防治智能化发展中的应用

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤矿安全 2023年第5期54卷 1-12页

作者：董书宁中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077

煤矿智能化开发背景下,煤矿水害防治也随着煤炭开采逐步向智能化转变,而人工智能方法是煤矿水害防治智能化升级变革的重要手段。目前人工智能技术在煤矿水害防治中有了初步应用,已经开展了多方面智能化水害防治初步探索。重点综述人工... 详细信息

煤矿智能化开发背景下,煤矿水害防治也随着煤炭开采逐步向智能化转变,而人工智能方法是煤矿水害防治智能化升级变革的重要手段。目前人工智能技术在煤矿水害防治中有了初步应用,已经开展了多方面智能化水害防治初步探索。重点综述人工智能在煤矿水害防治智能化发展过程中的应用现状,主要包括:煤炭开采前地质信息获取、水害致灾因素探测,开采过程中水情监测、判别及水害危险性评价,以及水灾发生后的应急响应;进一步总结并论述了人工智能技术在水害防治应用中的发展趋势与困境,为人工智能技术与水害防治智能化的深度融合提供了研究思路。

关键词：煤矿水害防治人工智能透明地质煤矿水患探测水害危险性评价

煤层底板导水通道钻孔超前探查与多元信息识别技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭科学技术 2023年第7期51卷 15-23页

作者：董书宁李智郑士田郭小铭王宇航煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治重点实验室陕西西安710077

煤层底板多发育有各类导水通道,严重威胁着矿井的安全生产。为更加科学地建立底板导水通道多元信息识别技术体系,预防底板突水,首先根据导水通道类型多样、位置不明、突水危害大等特征和地面定向钻进区域探查技术的优点,提出了轨迹合理... 详细信息

煤层底板多发育有各类导水通道,严重威胁着矿井的安全生产。为更加科学地建立底板导水通道多元信息识别技术体系,预防底板突水,首先根据导水通道类型多样、位置不明、突水危害大等特征和地面定向钻进区域探查技术的优点,提出了轨迹合理、目标层合理和探查区域最大化的探查原则。其次总结分析了淮北矿区、淮南矿区、邢台矿区、黄河北煤田等区域导水通道探查过程,发现在揭露导水通道时,岩屑、钻时、钻井液漏失量等直观指标和压水试验透水率、注浆参数等验证性指标均与正常地层有明显差别。为此将钻探过程中多源信息判识指标分为定性和定量两大类。根据钻遇导水通道时,岩屑和钻时2项定性指标的变化幅度,给出了对应的标准曲线,进而确定了导水通道类型分类体系;接着综合分析钻井液漏失量和压水试验透水率2项定量指标在钻孔揭露导水通道时的变化,提出了钻井液漏失量30 m3/h、压水试验透水率10 Lu作为导水性分级的界限,据此建立了通道导水性能双因素综合分级体系,将导水性划分为4个等级。最后以华北型煤田某典型矿井为例,根据探查原则实施4个孔组对导水通道进行了超前探查,应用多元信息识别技术成功判识出探查区域内的4条断层、2处岩溶裂隙带和1个陷落柱,并确定了导水通道的导水性等级。研究成果对提升煤层底板导水通道识别和治理具有指导作用和重要意义。

关键词：超前探查地面定向钻进底板水害防治导水通道