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  • 突出煤层工作面分块精准预测动态防突技术研究2022年第10期

    作者:邓华易1,2,3,胡 杰2,3,肖 乔2,3

    单位:(1.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆市沙坪坝区,400037;2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆市沙坪坝区,400037;3.山东科技大学能源与矿业工程学院,山东省青岛市,266590)

    摘 要 为解决突出煤层因盲目抽采而导致采掘失调及工程量浪费等问题,做到准确掌握煤层突出危险区域,避免瓦斯综合治理工作的盲目性,达到经济、高效防突目的,研究了精准预测动态防突技术在突出煤层工作面中的运用。基于区域预测原则,把突出煤层沿工作面走向每100 m划分为一个块段,然后在煤层巷道内布置测压钻孔对每一块段进行突出危险性预测,根据预测结果采取相应防突措施。以四川夏泉煤矿为例,矿井在开采8号突出煤层4801工作面时采用精准预测动态防突技术,取消了底板穿层钻孔大面积预抽煤层瓦斯防突措施,节约了约2.3万m钻孔工程量,同时4801工作面采掘时间缩短了约43%,缓解了矿井采掘失调情况,实现了矿井的安全、经济、高效生产。

    关键词 突出煤层;突出危险性预测;工作面块段;精准预测;动态防突

  • 层理方向对高变质煤体压裂破坏特征影响研究2022年第10期

    作者:陈立超1,2,王生维1,3,张典坤1,吕帅锋3

    单位:(1.煤与煤层气共采国家重点实验室,山西省晋城市,048204;2.内蒙古工业大学矿业学院,内蒙古自治区呼和浩特市,010051;3.中国地质大学(武汉)资源学院,湖北省武汉市,430074)

    摘 要 水力压裂期间煤储层裂缝壁面煤体变形及破坏特征是压裂液滤失路径分析及伤害评价的关键。通过单轴压缩实验对层理与加载方位夹角0°、30°、45°、60°和90°高变质煤岩圆柱试样实施加载,获得不同层理方向煤岩试样应变-应力关系及岩石力学参数,基于应变能理论对不同层理方向上煤岩脆性进行评价,并初步构建水力压裂高变质煤岩裂缝壁面煤体破坏模式进行研究。结果表明:高变质煤岩单轴压缩加载下呈现“阶段”破坏特征,随着夹角a增加煤岩脆性先增强后减弱,单轴抗压强度、弹性模量、泊松比等岩石力学参数先升高后降低,在30°时最大;夹角a为0°、60°和90°时,单轴压缩下煤岩试样发生张性劈裂破坏,而夹角a在30°和45°时,试样发生剪切断裂破坏,整体上张性破裂破坏形式断裂能量耗散远低于剪切破坏。基于煤岩破坏特征,认为煤储层层理面与压裂裂缝面法向夹角0°、60°和90°时,压裂期间压裂液易沿张性裂缝滤失且深度较大;而30°和45°时煤储层压裂裂缝壁面煤体形成闭合剪切裂缝,可延缓压裂液滤失速率。

    关键词 高变质煤;煤岩层理方向;煤体破坏模式;压裂裂缝壁面;压裂液滤失;单轴压缩实验

  • 瓦斯抽采效果动态分元评价系统及应用2022年第10期

    作者:李 可1,窦桂东1,和 递2,孔祥国2,徐传玉1,董春发1,张 文1

    单位:(1.陕西彬长小庄矿业有限公司,陕西省咸阳市,713500;2.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西省西安市,710054)

    摘 要 针对目前煤矿传统瓦斯抽采技术人工测量工作强度大、监测区域有限、预警处理不及时等问题,提出一种供可视化综合展示和多元化智能分析的瓦斯抽采评价系统。该系统将抽采工作面划分为独立抽采单元,由井下在线抽采计量设备接入专属抽采监控分站并上传抽采监测参数,在地面建设独立运行的抽采效果分元达标评价系统,实现抽采效果达标评价、多业务智能分析和“一张图”可视化综合监控。结合瓦斯预抽评价系统步骤,对小庄煤矿40205工作面瓦斯预抽情况进行分元评价,结果表明:工作面5个抽采评价单元的预抽时间差异系数均符合规定;各评价单元预抽率均符合要求;各瓦斯抽采单元累计抽采量均超过达标量,系统分析和现场实测分析结果保持一致,满足工程应用;系统能够实现瓦斯抽采管网监控、准确计量、分元达标评价等多项需求。

    关键词 瓦斯抽采效果;动态分元评价系统;实时监控;动态分析;抽采达标

  • 倾斜煤层综放工作面覆岩“两带”发育高度研究2022年第9期

    作者:何清波1,杨俊生1,康新朋2,黄义通1,安学东1,孙红星1,马西仃1,安星虣2

    单位:(1. 兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿,新疆维吾尔自治区昌吉市,831100;2.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西省西安市,710054)

    摘 要 基于采空区上覆岩层裂隙发育对合理确定高位钻孔抽采区域的重要性,对兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿采空区上覆岩层裂隙发育规律采用多种方法进行分析。以相似理论为基础,采用物理相似模拟方法研究了采场覆岩“两带”(垮落带、裂缝带)分布特征,通过分析覆岩下沉量变化规律,得出“两带”高度;利用UDEC数值模拟软件模拟随着工作面推进覆岩垮落情况,得出模拟结果;综合两种方法得出,(4-5)04工作面覆岩垮落带高度为21.3~25.0 m,为平均煤层厚度的3.46~4.07倍。利用钻孔窥视法在工作面进行实测,验证垮落带高度为22 m,满足垮落带高度与采高倍数关系。

    关键词 倾斜煤层;上覆岩层裂隙;垮落带;裂缝带;物理相似模拟;数值模拟;钻孔窥视法

  • 基于分布式光纤监测的煤矿地下水库层间覆岩裂隙发育规律研究2022年第9期

    作者:李雪佳1,2,池明波2,吴宝杨2,鞠志勇3

    单位:(1.国能神东煤炭集团有限责任公司煤炭技术研究院,陕西省榆林市,719315;2.煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京市昌平区,102200;3.国能神东煤炭集团有限责任公司乌兰木伦煤矿,内蒙古自治区鄂尔多斯市,017209)

    摘 要 多煤层开采岩层间裂隙发育是影响安全生产的重要因素,以神东矿区上湾煤矿工作面开采岩层间裂隙发育为背景,采用物理相似模拟研究上下煤层间覆岩裂隙发育规律,基于分布式光纤监测技术和图像处理技术,分析采动过程中裂隙发育位置及开度大小。研究结果表明,上湾煤矿2-2和3-1煤层采动影响下裂隙发育随着工作面推进出现张开和闭合显现,表现为光栅监测结果应变正负交替出现;水平加载过程中光栅应变表明,煤矿地下水库煤柱坝体在水平应力作用下达到一定极限后会发生破坏;在垂向加载过程中岩层间裂隙发育规律可由光栅内应变变化特征进行表征,下煤层开采过程中,岩层裂隙主要为裂隙张开与闭合交替出现;监测结果与相似模拟实际情况相吻合,证明分布式光纤可准确监测岩层间裂隙发育,为相似模拟监测提供了新的方法。

    关键词 多煤层开采;层间岩层;裂隙发育;岩层应变监测;分布式光纤

  • 安全管理者不同领导风格对矿工不安全行为的影响研究2022年第9期

    作者:吴敬新,郭 彬

    单位:(太原理工大学经济管理学院,山西省太原市,030024)

    摘 要 为了改善矿工的不安全行为,从安全管理者领导风格角度出发,以矿工不安全心理为中介变量,基于山西省4个煤矿的183份有效问卷数据,研究安全管理者不同领导风格对矿工不安全行为的影响机制。结果显示:安全管理者不同领导风格对矿工不安全行为影响存在差异,其中,安全管理者的独裁型、辱虐型和放任型领导风格均负向影响矿工不安全行为,仁慈型和交易型领导风格均正向影响矿工不安全行为,但影响大小存在差异性;5种领导风格均对矿工的不安全心理存在显著影响。

    关键词 安全管理者;领导风格;矿工不安全心理;矿工不安全行为

  • 基于可拓云模型的矿井通风系统可靠性评价及灵敏度分析2022年第9期

    作者:王豪杰1,2,郑凯歌1,王泽阳1,薛黎明2

    单位:(1.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710054;2.中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院,北京市海淀区,100083)

    摘 要 针对矿井通风可靠性综合评价等级划分边界信息具有模糊性与随机性,综合可拓云理论可融合定量与定性分析的特点和云模型处理双重不确定性的优势,提出一种基于可拓云模型的矿井通风可靠性综合评价模型。介绍了可拓云理论,研究了可拓云评价模型,建立了相关指标体系,并对指标数据进行了标准化处理,采用主客观综合赋权法确定了评估指标的权重,进而确定了评价等级;根据评价结果引入指标值灵敏度分析方法,通过计算各指标的灵敏度区间大小,为决策者提供各评价指标的优化顺序。最后,选取8个矿井样本数据进行实例验证,评价结果与ANN模型、FDA模型的评价结果相吻合,验证了该模型的准确性与有效性。

    关键词 矿井通风系统;可靠性评价;可拓云理论;可拓云评价模型;灵敏度分析

  • 露天煤矿排土场综合治理方案研究 ——以云南省文山州普阳煤矿1号排土场为例2022年第7期

    作者:高志轩1,陈 涛2,舒继森2,韩 流2

    单位:(1.文山州煤业有限责任公司普阳煤矿,云南省文山州,663400;2.中国矿业大学,江苏省徐州市,221116 )

    摘 要 南方露天煤矿排土场多处于沟谷之中,其稳定性受降雨影响较大,有效治理其滑坡失稳问题对保障露天煤矿安全生产非常重要。以云南省文山州普阳煤矿1号排土场为例,阐述了排土场边坡综合治理方案,分析了该排土场边坡位移监测情况,提出了不同的治理方案并进行了技术、经济比较及论证,得到了适合1号排土场边坡治理的综合方案——即全基岩内疏水隧洞方案。结果表明:边坡监测点位移变化的原因是排土物料的自然沉降,位移方向受原始地形控制,边坡稳定并不存在滑坡,1号排土场深部目前总体处于稳定状态,传感器变形的原因可能是排土物料不均匀沉降、工程机械扰动等因素造成。

    关键词 露天煤矿排土场;边坡综合治理;位移监测;自然沉降;疏水隧洞

  • 定向与常规钻探相结合技术在老空水害防治中的应用2022年第7期

    作者:魏世荣1,崔 猛2,金祥波3

    单位:(1.国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京市昌平区,102209;2.国家能源集团乌海能源有限责任公司五虎山煤矿,内蒙古自治区乌海市,016000;3.国家能源集团乌海能源有限责任公司地测防治水管理部,内蒙古自治区乌海市,016000)

    摘 要 针对影响煤矿安全生产的小窑水害探查问题,分析了定向钻探与常规钻探技术治理老空水害的技术特点,提出采用定向钻探技术和常规钻探相结合技术对乌海矿区煤矿边界小煤窑、采空区水害进行综合探查治理的方法,并阐述了该技术在五虎山煤矿、公乌素煤矿和利民煤矿探查边界小窑、采空区进行的实际应用过程。结果表明,两种钻探相结合的技术方法既提升了探放水效率,又有效消除了盲区内存在老空积水的风险,为矿井安全生产提供了技术保障。

    关键词 乌海矿区;定向钻探技术;常规钻探技术;采空区水害;五虎山煤矿;公乌素煤矿;利民煤矿

  • 定向长钻孔分段水力压裂技术在冲击地压防治中的应用2022年第7期

    作者:王泽阳,郑凯歌,王豪杰,刘昌益

    单位:(中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710054)

    摘 要 为了提高冲击地压矿井防冲工程的卸压效果与效率,针对现有防冲手段无法对工作面进行大面积超前区域治理的现状,提出利用定向长钻孔分段水力压裂技术对工作面坚硬顶板进行超前区域弱化的治理思路。运用能量理论分析了分段水力压裂的卸压原理及防冲可行性,建立了水力压裂层位判识方法。利用判识方法确定了工作面上方覆岩硬层位置,覆岩中能量积聚的重点层位及能量释放的集中层位。通过建立多物理场数值计算模型探究了水力压裂形成的孔隙水压力场与钻孔距离的关系,最终确定了压裂钻孔布置层位为煤层顶板以上33 m及73 m,同一层位钻孔间距为75 m。基于上述结果在现场开展了工程应用,并采用煤体应力监测与微震监测对防冲效果进行了验证。结果表明,经过定向长钻孔分段水力压裂后与其他工作面相同区域相比,浅孔应力波动降低65.7%,深孔煤体应力波动降低69.6%;微震事件在空间中的发育范围超前工作面距离减少28.0%,侧向发育距离减少34.9%,最大发育高度减少42.4%;微震事件总能量、事件频次及单刀能量分别降低73%、66%及72%,验证了定向长钻孔分段水力压裂技术在冲击地压防治领域中应用效果显著。

    关键词 冲击地压;动力灾害;能量理论;区域治理;分段水力压裂;定向长钻孔

  • 基于功能共振的煤矿透水事故分析2022年第7期

    作者:李芳玮

    单位:(应急管理部信息研究院,北京市朝阳区,100029)

    摘 要 国家煤矿安全监察体系建立以来,我国煤矿安全生产水平稳步提升,但水害事故仍时有发生,特别是近3年甚至出现抬头的趋势,深入研究透水事故发生的共性原因,对有效遏制煤矿水害事故,全面提升煤矿安全水平具有重要的现实意义。以湖南省源江山煤矿重大透水事故为例,运用功能共振分析理论及方法(FRAM),对事故调查报告进行深入分析;从技术和管理2个角度建立FRAM模型、建立屏障措施进行事故的系统分析和研究。结果表明,煤矿水害事故发生的原因通常是多种情况耦合共振发生。FRAM模型与煤矿透水事故分析契合度较高,分析失效链接可以很好地解释上下游功能之间的耦合关系,通过分析影响系统正常运行的失效链接,有针对性地制定屏障措施,可以有效避免生产系统功能失效共振导致事故发生。

    关键词 透水事故;功能共振分析;事故调查;FRAM模型

  • 采空区大面积悬顶危险性预警模型研究 ——以陕西省榆林市榆阳区二墩煤矿为例2022年第7期

    作者:吴颖龙1,2,揣筱升1,杜海龙3

    单位:(1. 中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京市海淀区,100083;2. 陕西省榆林市榆阳区能源局,陕西省榆林市,719000;3. 陕西省榆林市榆阳区二墩煤矿,陕西省榆林市,71900)

    摘 要 针对煤矿采空区大面积悬顶危险性难预警的问题,在对现场采空区大面积悬顶灾害资料统计分析的基础上,分析了岩体结构等静态地质因素和回采技术等动态开采因素对陕西省榆林市榆阳区二墩煤矿采空区大面积悬顶灾害的影响,构建了包含岩体结构、煤体强度等10个静态指标和动态指标相结合的预警指标体系,运用层次分析法确定了顶板位移量、采动应力、岩体结构、深厚比和锚索锚杆应力5个预警敏感指标;利用模糊综合评价法确定事故的因素集、分级集和隶属函数,建立了采空区大面积悬顶灾害AHP-FUZZY综合预警模型。选取8组预警样本对该模型进行应用检验,预警结果与实际相符,为预防煤矿采空区大面积悬顶灾害提供了技术支撑。

    关键词 大面积悬顶;静态地质因素;动态开采因素;层次分析法;模糊综合评价法;AHP-FUZZY综合预警模型;二墩煤矿

  • 大柳煤矿深部软岩巷道支护技术数值模拟研究2022年第5期

    作者:李治祥1,王福奇1,田斌1,吴军1,经来旺2,张瀚文3

    单位:(1. 华亭煤业大柳煤矿有限公司,甘肃省平凉市,744100;2.安徽理工大学光电和力物学院,安徽省淮南市,232001;3. 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽省淮南市,232001)

    摘 要 针对西部地区软岩巷道变形量大、底鼓严重的问题,以甘肃华亭煤业大柳煤矿1406工作面回风巷道为工程背景,基于ABAQUS数值模拟技术,对采用未支护、锚杆锚索支护、锚杆锚索支护+底部注浆、锚杆锚索支护+三帮注浆4种支护方案下巷道所处区域应力位移变化情况进行了分析研究。研究结果表明,与未支护巷道相比,架设帮顶锚杆锚索对巷道变形的抑制效果较强,Mises应力相应得到提高,锚杆锚索+注浆支护后巷道变形控制效果更加显著,围岩强度得到明显增强。通过不同支护方案数值计算结果的对比分析发现,控制帮部位移在一定程度上可以减少底鼓的上升量,帮部强化对底鼓位移可以起到很好的抑制作用。

    关键词 软岩巷道;Mises应力;支护方案;巷道变形;数值模拟

  • 超大井田矿井逃生方式与逃生临界深度研究2022年第5期

    作者:彭 然1,2

    单位:(1.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京市海淀区,100083;2.煤炭科学技术研究院有限公司,北京市朝阳区,100013)

    摘 要 逃生避险过程中自救器防护时间与逃生距离不匹配导致二次事故发生是造成重大事故发生的重要原因之一。简要介绍了超大井田矿井的逃生模式;对大直径钻孔和斜井的逃生时间进行了模拟计算;阐述了自救器理论防护时间、防护时间内登高高度和运动强度;对自救器临界适用深度进行了理论计算。得出自救器有效防护时间约29 min,计算出逃生人员登高所达到的高度在162~204 m之间,理论推导出大直径逃生钻孔和斜井的逃生临界深度分别为267 m和410 m。

    关键词 超大井田矿井;逃生方式;大直径钻孔;临界适用深度;自救器;防护时间;登高高度;运动强度;逃生梯

  • 煤矿水害事故分析与防治对策研究2022年第5期

    作者:李芳玮

    单位:(应急管理部信息研究院,北京市朝阳区,100029)

    摘 要 对2019-2021年期间全国矿井水害事故进行了调查和统计。研究认为,老空透水是水害事故的主要类型,地质条件复杂的河南、四川、湖南等省的水害事故占比较大,并且水害事故的事故救援难度普遍较大,洪水倒灌涉险事故较为突出;水文地质条件不清、探放水措施落实不到位、物探代替钻探致使探放水工程量不足、违法违规组织开采、透水征兆重视不足、应对极端天气能力薄弱是水害事故发生的主要原因。从加大水文地质管理监管监察力度、监督煤矿主体严格落实探放水措施、研究制定应对极端天气防范措施、加强防治水专业人才队伍建设、不断提高事故救援技术及装备水平5个方面提出相关对策建议。

    关键词 煤矿;水害事故;老空透水;监管监察;探放水措施

  • 板定向瓦斯抽采钻孔合理层位确定及其抽采效果分析2022年第4期

    作者:薛伟超1, 2

    单位:(1.煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁省抚顺市,113122;2.中国矿业大学矿业工程学院,江苏省徐州市,221116)

    摘 要 深部厚煤层工作面快速回采常诱发瓦斯异常涌出。根据唐口煤矿6305工作面工程条件,采用经验公式计算了6305工作面顶板导气裂缝带的高度区间,通过Fluent模拟分析了定向长钻孔的最佳设计层位,施工了3组4个定向长钻孔,观测定向钻孔抽采瓦斯情况,并与传统的高位钻孔进行技术经济比较。结果表明:6305工作面顶板裂缝带的区间高度距离煤层底板17.4~45.5 m,定向长钻孔的最佳布置层位为距离煤层底板4倍采高(40.32 m)处;顶板定向长钻孔瓦斯抽采量为39~44 m3/min,瓦斯抽采浓度可达15%,瓦斯抽采纯量为3~5 m3/min;与高位钻场钻孔抽采相比,采用顶板定向钻孔抽采裂缝带瓦斯能够在保证不降低瓦斯治理效果的前提下,总钻孔工程量减少50%,施工时间缩短72%,每500 m回采巷道节约成本100万元。

    关键词 顶板定向钻孔;合理层位;瓦斯异常涌出;高位钻孔;裂缝带;快速回采

  • 回采面上隅角瓦斯超限防治方法探讨2022年第4期

    作者:崔 聪1,2

    单位:(1.煤炭科学技术研究院有限公司,北京市朝阳区,100013;2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京市朝阳区,100013)

    摘 要 分析了回采工作面瓦斯涌出来源与上隅角瓦斯浓度超限的原因,根据上隅角瓦斯防治进展,将上隅角瓦斯防治手段归纳为“七防”(临时挡风帘、采空区风幛、增大通风量、安设引射器、局部通风机、上隅角封堵及风流均压法)与“七治”(改变通风方式、采空区埋(插)管、高位钻孔抽放、高位钻场水平定向钻孔、高位抽放巷、工作面尾巷及底板拦截钻孔),介绍了个别方法的适用条件及存在的问题。分析认为,为了从根本上解决上隅角瓦斯浓度的超限问题,煤矿需要结合煤层瓦斯赋存条件与瓦斯涌出特征,以“治”的措施为主、以“防”的措施为辅的综合治理方法,保证煤矿安全高效生产。

    关键词 上隅角;瓦斯浓度超限;瓦斯防治;瓦斯涌出特征

  • 白坪矿煤层瓦斯抽采技术优化试验研究2022年第3期

    作者:穆春明1,2,孙向锋2,唐家豪3,王岳栩2

    单位:(1.郑州煤炭工业(集团)有限责任公司煤炭中心安全监察局,河南省新密市,450000;2. 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司白坪煤矿,河南省登封市,452482;3. 河南理工大学安全科学与工程学院,河南省焦作市,454000)

    摘 要 针对白坪矿主采煤层煤质松软、透气性差、煤厚变化大,瓦斯赋存不均匀,目前存在瓦斯抽采困难和瓦斯抽采效果不理想等问题,提出采用简易胶囊封孔、钻孔修复以及低负压抽采等优化技术措施,并在13031工作面开展现场试验,得到不同优化技术措施条件下的抽采浓度和流量,分析了瓦斯抽采效果。结果表明:简易胶囊封孔组较正常抽采组平均瓦斯浓度偏低,但抽采量减小不大;钻孔修复组较正常抽采组平均瓦斯浓度和抽采量均有明显提高;低负压抽采组较正常抽采组平均瓦斯浓度和抽采量均有明显的提高;但是,该抽采效果不一定是低负压的贡献,极有可能是钻孔修复的结果。

    关键词 瓦斯抽采;简易胶囊封孔;钻孔修复;低负压抽采;抽采浓度;抽采流量

  • 地堑构造区综放工作面开采诱冲机理及防治技术2022年第3期

    作者:肖自义1,丁希阳2,左常清2,韩传磊2,王士朋2

    单位:(1.国家矿山安全监察局山东局,山东省济宁市,273500;2.汶上义桥煤矿有限责任公司,山东省济宁市,272500)

    摘 要 针对地堑构造区开采冲击地压防治难题,以义桥煤矿3307工作面为工程背景,在分析工作面地质资料和工程条件的基础上,应用FLAC3D数值模拟软件,构建了地堑构造区三维数计算模型,模拟研究了地堑构造区工作面开采应力场分布及断层活化规律,揭示了地堑构造区综放工作面开采诱冲机理。在此基础上,提出了工作面超前危险区预测+大直径钻孔强卸压+多源信息监测预警于一体的冲击地压综合防治技术,并进行了现场应用。监测结果表明,该技术体系可以有效预防与消除工作面冲击地压危险,确保工作面安全高效开采。

    关键词 地堑构造;冲击地压;断层;诱冲机理;应力分布;大直径钻孔;数值模拟

  • 宁东煤田鸳鸯湖矿区煤层顶板水害防控技术与应用2022年第3期

    作者:赵宝峰1,2,黄忠正3,宗伟琴3

    单位:(1.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710054;2.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西省西安市,710177;3.国家能源集团宁夏煤业有限责任公司,宁夏回族自治区银川市,750011)

    摘 要 为了避免宁东煤田鸳鸯湖矿区矿井发生顶板水害事故,对浅部煤层顶板含水层进行了富水性评价、涌水量预测和顶板水疏放效果评价和系统研究。提出了基于地质钻孔水文信息的含水层富水性分区方法,选取影响直罗组下段含水层富水性的6个评价指标,分析各评价指标与钻孔单位涌水量之间的相关关系,借助语气算子比较法确定各指标的权重,利用三角形隶属度函数构建了模糊评判矩阵,采用模糊综合评判法对直罗组下段含水层富水性进行了分区。充分考虑了顶板砂岩含水层的水文地质特征,提出了静储量结合动态补给量的工作面涌水量预测方法;根据矿井涌水量组成和变化特点,提出了基于时空分区的矿井涌水量动态预测方法;利用顶板水疏放的水量观测值,结合工作面静储量和动态补给量预测值,提出了工作面疏放水效果“双指标四因素”定量化评价方法。结果表明:基于地质钻孔水文信息的含水层富水性分区方法、静储量结合动态补给量的工作面涌水量预测方法,基于时空分区的矿井涌水量预测方法和顶板水疏放效果定量化评价方法可以对顶板水害起到有效的防控作用。

    关键词 顶板水害;富水性分区;涌水量预测;疏放水效果评价;钻孔单位涌水量