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顶板型老空突水模式及导水通道演化机理研究

煤矿安全 2023年第5期54卷 42-48页

作者：连野戚庭野刘钦太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

煤矿顶板型老空水害具有很强的冲击力和破坏力,研究老空区水体下覆岩突水通道的演化规律对老空水害防治具有重要意义。以山西某矿8446工作面老空突水事故为例,采用相似模拟与数值模拟方法,探究煤层顶板覆岩结构破坏与水力学之间的耦合规... 详细信息

煤矿顶板型老空水害具有很强的冲击力和破坏力,研究老空区水体下覆岩突水通道的演化规律对老空水害防治具有重要意义。以山西某矿8446工作面老空突水事故为例,采用相似模拟与数值模拟方法,探究煤层顶板覆岩结构破坏与水力学之间的耦合规律,揭示了突水通道形态演化机理。研究结果表明:顶板老空突水过程经历了初始渗流阶段、裂隙渗流阶段、管道流突水阶段;初始渗流较应力峰值显现时滞后约3 m,水流沿采动裂隙向下运移平均渗流速度为4.056 m/d,滞后性和渗流速度可作为突水事故关键预警信息;通过流固耦合数值模型的模拟,突水通道位于矩形梯台压实区的四周,与现场实际突水位置基本一致。

关键词：老空水覆岩破坏渗流速度相似模拟矩形梯台带

老空水影响区煤柱力学特性分析及稳定性控制技术研究

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陕西煤炭 2023年第2期42卷 34-38,49页

作者：尉迟小骞西安科技大学能源学院陕西西安710054

开展老空水影响区煤柱的稳定性研究,对于防治采空区衍生水害和保障煤柱侧巷道的安全稳定意义重大。针对大南湖一矿1103工作面区段煤柱因老空水影响而导致的稳定性下降,运用探孔物探法获取了老空水的水压演化过程,分析老空水来源及特征,... 详细信息

开展老空水影响区煤柱的稳定性研究,对于防治采空区衍生水害和保障煤柱侧巷道的安全稳定意义重大。针对大南湖一矿1103工作面区段煤柱因老空水影响而导致的稳定性下降,运用探孔物探法获取了老空水的水压演化过程,分析老空水来源及特征,结合声发射技术开展老空水影响区煤柱试样的力学特性实验,通过对比自然及饱水煤柱试样在不同区域的破裂形态及应力、声发射能量特性,得出受水影响下煤柱试样的强度劣化过程、软化程度及裂隙演化特征。以此为基础,针对性地提出抽水卸压与马丽散注浆加固措施,使得巷道变形程度大大降低,煤柱稳定性得以提升,确保工作面安全回采。

关键词：区段煤柱老空水煤体力学特性声发射裂隙发育稳定性控制

煤矿老空水全空间瞬变电磁响应三维数值模拟及应用（英文）

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Applied Geophysics 2016年第3期13卷 539-552,581,582页

作者：常江浩于景邨刘志新中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

煤矿老空水是煤矿安全的最大隐患。本文对煤矿老空水的全空间瞬变电磁响应特征进行了数值模拟研究。传统的数值模拟方法不能直接模拟井下全空间瞬变电磁场。我们采用了以多组发射线圈代替传统的单发射回线的方式,使在有限差分法直角网... 详细信息

煤矿老空水是煤矿安全的最大隐患。本文对煤矿老空水的全空间瞬变电磁响应特征进行了数值模拟研究。传统的数值模拟方法不能直接模拟井下全空间瞬变电磁场。我们采用了以多组发射线圈代替传统的单发射回线的方式,使在有限差分法直角网格中加载任意方向发射回线,同时根据全空间特点对磁场的z分量算法进行了改进;根据煤矿实际地质资料建立全空间三维地电模型,采用时域有限差分法模拟了含煤地层中不同位置和不同形态老空水模型的全空间瞬变电磁响应,并分析其视电阻率特征。数值模拟结果表明:煤层与其顶底板电性差异对视电阻率分布产生较大影响,致使视电阻率分布呈以巷道迎头为圆心的近似圆形分布;不同位置和不同形态的老空水模型,其视电阻率等值线低阻异常区与其基本吻合,当老空水位于巷道迎头位置一侧时,由于全空间效应的影响,在另一侧产生一范围相对较小的低阻假异常区,但其等值线数值相对较高。将井下瞬变电磁法应用于实际老空水的探测中,探测资料圈定的老空水位置为后期钻探结果所证实,证明了所提出的方法是合理与有效的。

关键词：老空水矿井瞬变电磁法全空间数值模拟时域有限差分

老空水全空间瞬变电磁法探测三维数值模拟研究

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煤炭科学技术 2015年第1期43卷 95-99,103页

作者：于景邨常江浩苏本玉蒋宗霖周嗣辉中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国煤炭科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

为准确探测掘进工作面前方老空水赋存情况,采用三维时域有限差分法,对老空水的全空间瞬变电磁响应进行了数值模拟。结果表明:当发射回线法线与巷道掘进方向一致时,位于巷道掘进方向的老空水比两侧位置的磁场对时间导数曲线幅值更大,对... 详细信息

为准确探测掘进工作面前方老空水赋存情况,采用三维时域有限差分法,对老空水的全空间瞬变电磁响应进行了数值模拟。结果表明:当发射回线法线与巷道掘进方向一致时,位于巷道掘进方向的老空水比两侧位置的磁场对时间导数曲线幅值更大,对应视电阻率曲线形态相同、极小值更低、响应时间更早;老空水距离巷道掘进工作面远近和体积大小不同,其磁场对时间导数曲线和对应视电阻率曲线特征与不同位置老空水响应特征相似,但前者视电阻率曲线极小值差异更明显。通过实际应用,其探测结果与后期钻探验证基本吻合,表明井下瞬变电磁法是探查老空水非常有效方法之一。

关键词：老空水矿井瞬变电磁法三维数值模拟时域有限差分

瞬变电磁法与激电测深法在老空水探查中的应用

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陕西煤炭 2023年第6期42卷 83-88页

作者：张广会山西泽州天泰岳南煤业有限公司山西晋城048021

针对岳南煤矿整合矿井所面临的老空水潜在水害威胁与雨季水害加重等问题,为查明岳南煤矿井田中部采区3号煤层老空水的分布情况,通过研究井田地质与地球物理特征,开展了勘探区的瞬变电磁探查试验。首先以瞬变电磁法探查了3号煤层的老空... 详细信息

针对岳南煤矿整合矿井所面临的老空水潜在水害威胁与雨季水害加重等问题,为查明岳南煤矿井田中部采区3号煤层老空水的分布情况,通过研究井田地质与地球物理特征,开展了勘探区的瞬变电磁探查试验。首先以瞬变电磁法探查了3号煤层的老空水分布区域,然后再以激电测深法针对瞬变电磁法的探查结果进行验证,从而确定了岳南煤矿井田中部8处3号煤层老空水分布区,并兼顾了K5灰岩层和K2灰岩层的富水区。不仅排查了老空水这一隐蔽致灾因素,同时也为削弱雨季潜在水害威胁采取的必要防治水措施提供了依据,为煤矿下一步采掘活动奠定了技术基础。

关键词：瞬变电磁法激电测深法老空水隐蔽致灾因素雨季水害

古汉山矿浅部老空水排输系统优化调度及分质利用

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古汉山矿浅部老空水排输系统优化调度及分质利用

作者：罗文骏河南理工大学

学位级别：硕士

古汉山矿浅部积存有291.1万m的吴村矿老空水,较大的老空积水量和较高的动态补给量时刻威胁着古汉山矿的安全生产,消除老空水威胁成为古汉山矿亟待解决的问题。本文基于实测的老空水水位、水质资料,结合专门抽水试验所获得的信息,针对布... 详细信息

古汉山矿浅部积存有291.1万m的吴村矿老空水,较大的老空积水量和较高的动态补给量时刻威胁着古汉山矿的安全生产,消除老空水威胁成为古汉山矿亟待解决的问题。本文基于实测的老空水水位、水质资料,结合专门抽水试验所获得的信息,针对布置的地面排水孔(井),开展了排输系统优化调度及排水分质利用研究,以实现排输系统运行的能耗最小和矿井水利用的效益最大。论文取得的主要成果如下:(1)分析不同排水点的水位资料和Cl、K、Na、TDS的等值线图,结合piper三线图和水化学组分的成因分析可得:32排水点与-175泵房排水点和主井筒排水点有较好的水力联系,32排水点与33排水点、35排水点有一定的水力联系。(2)利用抽水试验资料,由水均衡法计算老空区动水补给量为718 m/h,研究配置了地面排输水系统。在老空区充满水和水位低于-40m两种情况下,应用粒子群算法确定了抽排水的不同优化调度方案。(3)应用主成分分析法、综合污染指数法和改进的内梅罗指数法对老空水进行综合水质评价得:35、33、32、-175泵房排水点水质较差,主井筒排水点水质较好。(4)老空水分质利用最优方案在老空区充满水时,每小时综合效益为2731.67元;老空区水位低于-40m时,每小时综合效益为501.408元。经济、社会和环境综合效益较好。图31幅,表32个,参考文献76篇。

关键词：老空水水质分析调度方案分质利用古汉山矿

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优化探放水技术,解决矿井老空水治理难题

铁法科技 2023年第2期 19-21页

作者：徐宏亮王春丰任颂辽宁铁法能源有限责任公司大隆矿

大隆矿是生产50多年的老矿井,回采完毕的工作面很多,老空水水害严重,为了更好的治理大隆矿水害工作,对大隆矿排水系统进行了全面升级和改造,提高了排水能力,同时对探放水技术各环节和工艺进行了配套优化和设计改造,解决了探放水遇到的... 详细信息

大隆矿是生产50多年的老矿井,回采完毕的工作面很多,老空水水害严重,为了更好的治理大隆矿水害工作,对大隆矿排水系统进行了全面升级和改造,提高了排水能力,同时对探放水技术各环节和工艺进行了配套优化和设计改造,解决了探放水遇到的各类困难,极大地提高了探放水效率,取得了良好的探放水效果。

关键词：老空水改造升级工艺优化水害治理

综合物探方法在煤矿老空水及其涌出通道探测中的应用研究

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山东煤炭科技 2023年第10期41卷 121-124页

作者：卢向星孙旭李仁杰山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013

采空区地质条件复杂、干扰源众多,单一物探方法难以实现对采空区及其涌水通道的精确定位。为此,针对贵州省麻江县摆沙河煤矿老空水,采用高密度电阻率法和充电法联合进行探测研究。利用高密度电阻率法圈定采空区范围,再结合充电法划定污... 详细信息

采空区地质条件复杂、干扰源众多,单一物探方法难以实现对采空区及其涌水通道的精确定位。为此,针对贵州省麻江县摆沙河煤矿老空水,采用高密度电阻率法和充电法联合进行探测研究。利用高密度电阻率法圈定采空区范围,再结合充电法划定污水涌出点位的给水通道,基本查明在探测区隐伏有采空区,且大量老空水由渗水通道涌出造成地面污染。两种方法的联合使用为我国煤矿防水工作提供更为有力的技术支撑。

关键词：高密度电阻率法充电法老空水电阻率

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复杂地质条件下远距离定点探放老空水技术

煤矿安全 2020年第7期51卷 86-91页

作者：刘明军李晓龙杨忠张甲迪中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054

为了解决韩咀煤矿老空水害,针对煤层松软、底板泥岩泥化严重等复杂地质条件下远距离老空水探查与疏放技术难题,提出采用"对勾状"定向长钻孔进行老空水水害防治的方法,对钻孔结构进行优化设计、钻具组合优化、套管段大直径保直钻进、轨... 详细信息

为了解决韩咀煤矿老空水害,针对煤层松软、底板泥岩泥化严重等复杂地质条件下远距离老空水探查与疏放技术难题,提出采用"对勾状"定向长钻孔进行老空水水害防治的方法,对钻孔结构进行优化设计、钻具组合优化、套管段大直径保直钻进、轨迹控制、穿透老空区技术进行了研究。在该矿32101工作面主运巷北侧老空水现场进行探测与疏放应用,成功实现了在孔深526.4 m、垂深31 m处,精确中靶老空区,单孔出水量达134 m^3/h,总计疏放老空水3.6万m^3,达到了定点疏放目的,为32101工作面安全高效生产提供了可靠的地质保障。

关键词：老空水对勾状定向长钻孔轨迹控制定点探放地质条件