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煤矿防治水“三区”划分方法及其水害防治意义 被引量：11
1
作者 曾一凡 于超 +7 位作者 武强 赵菱尔 尹尚先 张博成 刘泽洋 崔雅帅 阚雪冬 黄浩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3605-3618,共14页
为系统性认识矿井各类水害问题,规范化管理矿井防治水工作,国家矿山安全监察局于2022年6月将针对老空水防治的“三区”管理工作推广到顶板水害、底板水害以及构造水害等更多水害类型中。然而各地煤矿在防治水“三区”划分过程中暴露出... 为系统性认识矿井各类水害问题,规范化管理矿井防治水工作,国家矿山安全监察局于2022年6月将针对老空水防治的“三区”管理工作推广到顶板水害、底板水害以及构造水害等更多水害类型中。然而各地煤矿在防治水“三区”划分过程中暴露出水害致灾因素和水害治理情况等与划分标准结合不紧密,并且技术上未针对不同煤层和采区进行区别划分,同时划分区域范围和划分结果的规范性和时效性存在不统一。据此,结合防治水“三区”划分的目的,对比了新“三区”划分与老空水“三区”划分的异同,明确了以水文地质条件勘查程度、水害隐患分析、水害治理情况为要素的划分原则,理清了“三区”划分的技术路径;结合我国常见的5种煤矿水害类型特征,提出了不同类型水害的划分方法,即:地表水害应根据井田内地表水体的分布发育特征以及大气降水、滑坡等地质灾害对开采的影响程度等进行划分。顶板水害应根据导水裂隙带范围内是否存在富水性强或者富水性中等静储量丰富含水层、松散含水层等对开采造成威胁进行划分。底板水害应根据煤层带压开采区域底板隔水层厚度与矿压破坏带深度之间的关系以及底板突水系数大小进行划分。老空水害应根据矿井及周边矿井老空积水分布范围、积水量情况进行划分,构造水害应根据井田内断层、陷落柱、溶洞等地质构造和不良地质体的富水性、含水性、与水源导通情况进行划分;总结了划分工作的要点和难点,即:明晰划分时空范围、综合分析划分标准、明确“三区”管理职责、动态转换划分结果等;在此基础上,选择水害类型多样和水文地质条件复杂的典型煤矿井,遵循划分原则,根据划分标准,分煤层、分采区划分了可采区、缓采区、禁采区,并加以详细的解释说明;阐明了开展“三区”划分工作具有提升综合探测水平、强化预测预报能力、找准水害治理方向的水害防治意义,以期指导和规范我国煤矿防治水“三区”划分工作。 展开更多
关键词 煤矿水害防治 “三区”划分 水文地质条件 水害致灾因素 水害治理措施
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中国煤矿水害综合防治技术与方法研究 被引量：53
2
作者 崔芳鹏 武强 +2 位作者 林元惠 赵苏启 曾一凡 《矿业科学学报》 2018年第3期219-228,共10页
本研究对基于充水水源、煤层与含水层相对位置和导水通道等依据进行分类的诸多矿井水害的防治技术与方法进行了分析与探讨。首先,分析阐述了基于充水水源进行分类的大气降水型、地表水源型、地下水源型、采空区水源型、袭夺水源型和离... 本研究对基于充水水源、煤层与含水层相对位置和导水通道等依据进行分类的诸多矿井水害的防治技术与方法进行了分析与探讨。首先,分析阐述了基于充水水源进行分类的大气降水型、地表水源型、地下水源型、采空区水源型、袭夺水源型和离层水源型矿井水害的相应防治技术与方法;其次,分析阐述了基于煤层与充水含水层相对位置关系进行分类的顶板充水型、底板充水型和周边充水型矿井水害的相应防治技术与方法;最后,分析阐述了基于导水通道进行分类的陷落柱通道型、断裂裂隙通道型、窄条状隐伏露头通道型和其他导水通道型矿井水害的相应防治技术与方法。研究成果可为不同类型煤矿水害的精细化防治提供技术支持。 展开更多
关键词 煤矿水害 综合防治技术方法 充水水源 煤层与含水层相对位置 导水通道
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我国不同类别煤层底板水害致灾机理与防控远景导向
3
作者 曾一凡 朱慧聪 +9 位作者 武强 王厚柱 傅先杰 王铁记 王玺瑞 樊九林 胡荣杰 才向军 阚雪冬 高生保 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1073-1099,共27页
我国成煤条件苛刻,赋煤环境复杂多变,资源呈全域性跨多地质类型、点散式分布,导致回采共(伴)生地质灾害频现。同时,伴随煤炭资源开发布局优化调控,煤层底板水害负面导向性越趋显著,高承压水水力驱动及强敏感性缺陷构造活化的协同作用导... 我国成煤条件苛刻,赋煤环境复杂多变,资源呈全域性跨多地质类型、点散式分布,导致回采共(伴)生地质灾害频现。同时,伴随煤炭资源开发布局优化调控,煤层底板水害负面导向性越趋显著,高承压水水力驱动及强敏感性缺陷构造活化的协同作用导致煤层底板水害宏观动力学表象威胁性显著提升,成为我国煤炭资源高质量转型发展的内生阻力。为全方位掌握我国煤层底板水害发展形势,探讨未来基于新技术开展防控作业的重点攻关方向,从时间、空间、突水量等多维视角下全方位展示了近年来我国煤层底板水害动态演变趋势,对类型进行了“总−分”式细划,并通过建立地质力学模型探讨了我国煤层底板水害力学互馈响应机制,基于灾害宏观表象等揭示了其内生致灾机理,指出了防控技术理念的新发展路径和远景导向。研究发现:统计分析了我国煤层底板水害多维视角下的演变规律和特征,探讨建立了我国煤层底板水害主体架构,依据事故核心致因体系及宏观致灾表象等将煤层底板水害划分为岩溶陷落柱突水、断层活化突水及裂隙导升(复合)灰岩水突涌3大类,进一步细化为全路径贯通增量导升型突水(岩溶陷落柱)、贯穿煤层型突水(断层)、单层随采卸荷直接型突水(裂隙)等12个子类,并针对性的独立分析了3个大类煤层底板水害地理空间分布规律;分析了地应力和承压水水压对岩溶陷落柱突水过程承压水导升路径异化发育作用机制,提出了覆岩顶板动/静载扰动诱发底板岩溶陷落柱突水模式,阐明了其力学启动条件及致灾机理;建立了煤层底板断层宏细观地质力学构造概化模型,基于诱发断层活化突水的核心致灾诱因识别并建立了不同类别煤层底板断层活化突水力学判据;以裂隙为基础单元,“由1至n”式建立了单一层位和复合层位承压含水层诱发裂隙型导升(复合)灰岩水突涌的临界判别条件,揭示了该类型底板水害全过程致灾机理;在总结现行煤层底板水害探查、预测及控制技术理念基础上,结合前沿发展方向,指出并建议在煤层底板本底地质基因的全生命周期采动诱变特征三维动态重构、适用于时空分异动态地质环境的煤层底板突水预测预报理念升级、低扰动强干预的随采随治保/控水互馈注浆治理技术应用、修复后地质生态系统长效监控诊断诊疗平台建立等方面展开攻关,构建煤层底板水害全时空防控大体系,紧跟新质生产力大背景下全煤行业新业态发展步伐。 展开更多
关键词 矿井水防治 底板水害 岩溶陷落柱 断层 致灾机理
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我国煤矿水害事故特征、致因与防治对策 被引量：72
4
作者 曾一凡 武强 +5 位作者 赵苏启 苗耀武 张晔 梅傲霜 孟世豪 刘晓秀 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1-14,共14页
水害作为煤矿“五大灾害”之一,在威胁煤矿安全生产和职工生命安全方面,已成为仅次于瓦斯事故的第二大“杀手”。2000—2022年,全国煤矿共发生水害事故1206起、死亡5018人,其中较大以上水害事故103起,死亡2039人。为总结事故教训,探寻... 水害作为煤矿“五大灾害”之一,在威胁煤矿安全生产和职工生命安全方面,已成为仅次于瓦斯事故的第二大“杀手”。2000—2022年,全国煤矿共发生水害事故1206起、死亡5018人,其中较大以上水害事故103起,死亡2039人。为总结事故教训,探寻事故规律,用事故教训推动水害防治工作,从地理区域、年代、季节、水文地质类型、突水水源和煤矿企业所有制等对水害事故特征进行了不同维度的统计和分析。结果表明,在事故特征方面,矿井水文地质类型复杂程度与水害事故发生频率高度一致;华南地区事故起数和伤亡人数位居首位,且全年内水害事故高发期主要集中在3—5月和7—8月;老空水是水害事故的主要充水水源,具有极强的隐蔽性和危害性,并且主要发生在技术探查及管理能力更弱的乡镇所有制煤矿中。在事故致因方面,客观上开采环境复杂,主观上重视不够,即管理不当和违法违规开采,是事故发生的主要原因;点状的陷落柱和线状断层构造等隐蔽导水内边界以及老空水等未按规定探放,是事故发生的主要技术原因。最后,采用文献计量学可视化分析发现,当前煤矿水害方面聚焦的研究主题可以很好地对应“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的煤矿防治水原则。从破解煤矿水害“风险查不清”“有险断不准”“出险治不了”等困境出发,相应从矿井充水因素和隐蔽致灾地质因素普查、立体充水水文地质条件分析以及分类源头精准防治等3大方面提出相应的对策;并顺应水害防控信息化和智能化发展趋势,提出透明矿山、水害灾变监测预警和应急救援等保障技术措施。 展开更多
关键词 矿山安全 矿井突水 隐蔽致灾因素 探放水 水害防治
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麻地梁煤矿水害风险预警与防控系统的设计与应用 被引量：2
5
作者 王道坤 《煤炭与化工》 CAS 2024年第6期60-62,66,共4页
麻地梁煤矿水害具有一定的复杂性与难预测性,针对这一情况,采用当下常用且流行的计算机技术、物联网技术、云计算与大数据技术,研究并设计了针对性的水害风险预警与防控系统。介绍了系统设计目标,分析了影响麻地梁煤矿水害发生的主要因... 麻地梁煤矿水害具有一定的复杂性与难预测性,针对这一情况,采用当下常用且流行的计算机技术、物联网技术、云计算与大数据技术,研究并设计了针对性的水害风险预警与防控系统。介绍了系统设计目标,分析了影响麻地梁煤矿水害发生的主要因素,论述了系统的功能模块设计。实践表明,该系统充分考虑多种因素影响,实现了麻地梁煤的水害风险预警及防控。 展开更多
关键词 煤矿水害 预警与防控 计算机技术 地质信息
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大埋深高水压煤矿突水危险性分析及水害监测预警指标构建
6
作者 赵群 《煤炭与化工》 CAS 2024年第7期61-65,70,共6页
针对大埋深高水压煤矿底板突水威胁,本文以恒源煤矿为研究对象,进行致灾机理及多要素监测预警理论研究,形成底板水害风险监测指标体系。利用熵权法及层次分析法,进行客观赋权及主观赋权,在此基础上进行组合赋权,得到各突水要素综合权重... 针对大埋深高水压煤矿底板突水威胁,本文以恒源煤矿为研究对象,进行致灾机理及多要素监测预警理论研究,形成底板水害风险监测指标体系。利用熵权法及层次分析法,进行客观赋权及主观赋权,在此基础上进行组合赋权,得到各突水要素综合权重。研究方法及成果对水害监测平台的建设以及多元数据的采集,提供技术支撑及设计参考。 展开更多
关键词 煤矿水害 监测预警 指标体系 熵权法 层次分析
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煤矿水文智能监测系统在底板水害防治中的应用 被引量：1
7
作者 赵群 汪玉泉 +1 位作者 童世杰 赵立松 《煤炭与化工》 CAS 2023年第3期71-75,共5页
煤矿带压开采条件下水文监测对于矿井的安全生产意义重大。为解决水文监测实时连续、直观显示等难题,本文基于计算机、通讯及传感器技术,提出并形成了一套适用于井下复杂环境的无人值守煤矿水文监测一体化系统。建立了数据存储、分析平... 煤矿带压开采条件下水文监测对于矿井的安全生产意义重大。为解决水文监测实时连续、直观显示等难题,本文基于计算机、通讯及传感器技术,提出并形成了一套适用于井下复杂环境的无人值守煤矿水文监测一体化系统。建立了数据存储、分析平台,实现了水文异常自动报警。并在矿井进行了现场应用研究,取得了良好的监测效果。 展开更多
关键词 煤矿水文监测 带压开采 自动报警 数据平台
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“煤-水”双资源型矿井开采技术方法与工程应用 被引量：81
8
作者 武强 申建军 王洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期8-16,共9页
由于我国东、西部地区煤-水资源呈逆向分布,为解决煤炭资源安全绿色开发、水资源供给、生态环保之间的尖锐矛盾和冲突,实现煤矿区水害防治、水资源保护利用、生态环境改善的多赢目标,在阐述"煤-水"双资源型矿井开采概念与内... 由于我国东、西部地区煤-水资源呈逆向分布,为解决煤炭资源安全绿色开发、水资源供给、生态环保之间的尖锐矛盾和冲突,实现煤矿区水害防治、水资源保护利用、生态环境改善的多赢目标,在阐述"煤-水"双资源型矿井开采概念与内涵的基础上,提出了根据矿井主采煤层的具体充水水文地质条件优化开采方法和参数工艺、多位一体优化结合、井下洁污水分流分排、水文地质条件人工干预、充填开采等"煤-水"双资源型矿井开采的技术和方法。以蔚县矿区兴源矿为工程背景,提出了松散含水层下薄基岩区房式保水开采方案,建立了煤房"固支梁"力学模型,提出了基于让压理论的煤柱设计方法,修正了屈服煤柱上覆载荷计算公式。结果表明:主关键层的存在和稳定扩大压力拱的形成是屈服煤柱设计的关键,且屈服煤柱具有足够的强度支撑扩大压力拱下方的覆岩重量;采5留4、采5留5、采6留5等方案具有可靠的安全系数。 展开更多
关键词 双资源型矿井 保水采煤 多位一体优化结合 压力拱 屈服煤柱
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皖北矿区主要水害问题及其防治对策 被引量：1
9
作者 吴玉华 段中稳 胡荣杰 《煤炭工程》 北大核心 2016年第B11期40-42,46,共4页
为解决皖北矿区的水害,文章介绍了皖北矿区主要水害问题,阐述了皖北矿区应对水害问题所采取的关键技术为:松散强含水层下煤层安全开采成套技术,底板承压灰岩水上治控技术体系,隐伏陷落柱预测与治理技术,水害预测预警及混合水源识别技术... 为解决皖北矿区的水害,文章介绍了皖北矿区主要水害问题,阐述了皖北矿区应对水害问题所采取的关键技术为:松散强含水层下煤层安全开采成套技术,底板承压灰岩水上治控技术体系,隐伏陷落柱预测与治理技术,水害预测预警及混合水源识别技术,矿井水文地质条件超前精细探查技术,矿井水资源化利用技术。通过上述技术和管理对策保障了矿区持续安全高效生产,取得了显著的经济和社会效益。 展开更多
关键词 皖北矿区 水害问题 煤矿防治水技术 控水开采
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钱营孜煤矿过F22断层超前精细探查及注浆治理工程 被引量：3
10
作者 胡荣杰 《能源技术与管理》 2016年第6期103-106,共4页
钱营孜煤矿F22断层是矿井内一条规模最大的正断层,F22断层的准确位置、破碎带发育情况及导含水性对巷道施工的安全性构成了较大影响。在地面三维地震、瞬变电磁及补充勘探钻孔总体控制的基础上,井下通过采取超前钻探结合孔中直流电法、... 钱营孜煤矿F22断层是矿井内一条规模最大的正断层,F22断层的准确位置、破碎带发育情况及导含水性对巷道施工的安全性构成了较大影响。在地面三维地震、瞬变电磁及补充勘探钻孔总体控制的基础上,井下通过采取超前钻探结合孔中直流电法、孔中测震、巷孔瞬变电磁探测等物探方法对F22断层实施了钻探物探一体化超前精细探查,精确查明了F22断层发育条件、破碎带及富导水性,通过针对断层影响带的管棚超前支护与预注浆及锚杆超前预注浆,对F22断层影响带及巷道围岩进行了注浆加固治理,封堵了可能的导水通道,提高了巷道顶板支护强度,保障了巷道安全穿过断层。 展开更多
关键词 超前探查 钻探物探一体化 管棚支护 注浆加固
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新常态下我国煤矿废弃矿井水污染防治与资源化综合利用 被引量：46
11
作者 孙文洁 任顺利 +2 位作者 武强 董东林 甘先炎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2161-2169,共9页
随着我国经济发展进入新常态且供给侧改革不断推进,大量煤矿因资源消耗殆尽、产能过剩进入关闭行列,为有效应对矿山闭坑后因矿井水大量排出和废弃产生资源浪费、环境污染、资源化利用效率低等一系列问题,系统分析了我国关闭矿井时空发... 随着我国经济发展进入新常态且供给侧改革不断推进,大量煤矿因资源消耗殆尽、产能过剩进入关闭行列,为有效应对矿山闭坑后因矿井水大量排出和废弃产生资源浪费、环境污染、资源化利用效率低等一系列问题,系统分析了我国关闭矿井时空发展性质和特征。阐述了我国矿井水污染特征、污染模式及晋陕蒙宁甘区、华东区、东北区、华南区、新青区“五大区”矿井水分布性质,针对废弃矿井水引发的地质灾害、造成地表水和地下水污染、土壤重金属积聚和影响植被生长等负面效应,在矿井闭坑前、废弃采空区和串层污染等方面提出了具有针对性的预控治理措施。结合我国废弃矿井水的实际水文地球化学特征,提出了一套关于洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含毒害物矿井水的处理方法及工艺体系。根据煤矿矿井水资源化利用现状,提出了建立地下污水处理中心和抽水蓄能发电站因地制宜的资源化利用途径,同时结合当地经济发展、水资源紧缺状况和生态文明建设等因素,制定了处理后废弃矿井水供井下生产和井上生活、农业、工业和生态等方面资源化综合利用体系。最后,展望了废弃矿井水资源化利用的绿色开发战略和未来发展方向,将积极推动废弃矿井水资源化综合利用,有效缓解我国部分地区水资源紧张的局面,实现煤炭行业的绿色健康发展和矿区生态文明建设,满足经济效益、社会效益和环境效益多方共赢。 展开更多
关键词 废弃煤矿矿井 矿井水处理 污染防治 资源化利用 矿区生态文明
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深埋侏罗系煤层顶板水害源头防控关键技术 被引量：44
12
作者 王洋 武强 +2 位作者 丁湘 高柏 蒲治国 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2449-2459,共11页
为解决目前蒙陕矿区深部侏罗系矿井采后采场落地水量大、煤水混杂,以及上部煤层距离强含水层较近,无法安全掘进与回采等一系列问题,提出了深埋侏罗系煤层顶板水害源头防控关键技术。应用沉积控水规律,分析了含(隔)水层在平面与剖面的空... 为解决目前蒙陕矿区深部侏罗系矿井采后采场落地水量大、煤水混杂,以及上部煤层距离强含水层较近,无法安全掘进与回采等一系列问题,提出了深埋侏罗系煤层顶板水害源头防控关键技术。应用沉积控水规律,分析了含(隔)水层在平面与剖面的空间展布规律与含水层富水性分布规律,在此基础上,针对煤层厚度变化较大、顶板含(隔)水层交互成层的特征,通过构建含有沉积环境影响指数、砂岩厚度、岩芯采取率、单位涌水量、渗透系数与导水裂隙带发育高度6个指标在内的评价指标体系,提出了符合深部侏罗系矿井水文地质特征的矿井涌(突)水风险分区评价方法,进而根据“断源截流、集中疏排、源头预防、超前治理”的防治水思路,提出了“上行开采低位截流”、“工作面单侧截流”、“工作面双侧截流”与“工作面方向调整截流”4种地下水截流治理模式,最后以蒙陕矿区的门克庆矿井和母杜柴登矿井进行实例分析。应用结果表明:①直罗组一段砂岩含水层主要为河道相沉积,砂体的空间连续性较好,是深部侏罗系矿井的主要充水含水层;②门克庆矿井首采区3 -1 煤顶板涌(突)水危险区主要分布在研究区的南部,呈东西向条带状展布,与实际情况较为吻合;③根据门克庆矿井首采区涌(突)水危险性分布规律,应用了“工作面单侧截流”与“上行开采低位截流”两种治理模式并分析了其在实际工程中的应用效果。深部侏罗系矿井水害防治作为一个复杂的系统工程,以源头防控为重点的系统防治技术体系仍是深部侏罗系矿井水害防治需要重点攻关的研究方向。 展开更多
关键词 深埋侏罗系煤层 沉积控水 涌(突)水风险评价 断源截流 源头防控
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《煤矿防治水细则》修订要点解析 被引量：41
13
作者 刘守强 武强 曾一凡 《煤炭工程》 北大核心 2019年第3期1-4,共4页
为适应煤矿安全开采的新形势,科学防治水害,在《煤矿防治水规定》基础上修订编写了《煤矿防治水细则》。分析了修编《煤矿防治水细则》的背景和原则,针对煤矿防治水工作中存在的问题,探讨了《煤矿防治水细则》的修订要点,并结合典型突... 为适应煤矿安全开采的新形势,科学防治水害,在《煤矿防治水规定》基础上修订编写了《煤矿防治水细则》。分析了修编《煤矿防治水细则》的背景和原则,针对煤矿防治水工作中存在的问题,探讨了《煤矿防治水细则》的修订要点,并结合典型突水案例进行了剖析,为更好贯彻落实新规程和推动煤矿安全开采提供支撑。 展开更多
关键词 煤矿防治水 水文地质 水害应急处理 突水案例
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开展水害致灾因素普查 防范煤矿水害事故发生 被引量：33
14
作者 武强 郭小铭 +4 位作者 边凯 杜鑫 许珂 卜文扬 曾一凡 《中国煤炭》 2023年第1期3-15,共13页
现阶段我国煤矿水害事故基本得到了有效控制,但水害重大事故仍时有发生,事故影响还有增大趋势,开展水害致灾因素普查治理是加强煤矿防治水工作,有效防范各类水害事故的重要举措。总结了我国煤矿水害发生的主要致灾因素,分析了充水水源... 现阶段我国煤矿水害事故基本得到了有效控制,但水害重大事故仍时有发生,事故影响还有增大趋势,开展水害致灾因素普查治理是加强煤矿防治水工作,有效防范各类水害事故的重要举措。总结了我国煤矿水害发生的主要致灾因素,分析了充水水源、充水通道等各类致灾因素的特点;系统论述了我国在煤矿水害致灾因素探测中物探、钻探和智能探测方面的代表性技术和创新性成果,阐述了“三图法”等顶板水害预测预报理论和方法,以及五图-双系数法和“脆弱性指数法”等底板水害预测预报理论和方法,并介绍了地下水和地表水等因素导致水害事故的典型治理技术。研究发现,在目前煤矿水害致灾因素探查方面,老空水探测程度、深部岩溶含水层防控、西部煤矿区顶板砂岩含水层监测及智能化探测技术仍存在缺陷,关闭矿井的矿井水问题尚未得到重视。提出今后需重点在煤矿水害致灾因素综合精细探查、智能化探测及关闭矿井水害致灾因素探查等方面加强研究的建议。 展开更多
关键词 煤矿 隐蔽致灾因素 水害探测 水害危险性评价 水害治理
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露天煤矿烧变岩黏土基注浆帷幕建造技术 被引量：12
15
作者 崔建平 蒲治国 +5 位作者 丁湘 李哲 曾一凡 纪卓辰 段东伟 孙国凯 《煤炭工程》 北大核心 2021年第7期59-64,共6页
为解决西湾露天煤矿东端帮烧变岩涌水问题,提出了在矿坑外侧烧变岩内建造一道截水帷幕的设想,并设计了截水帷幕的空间位置及结构参数;针对露天矿边帮变形、频繁爆破导致的帷幕墙抗渗性受影响问题,综合考虑技术、经济等因素,结合矿坑实... 为解决西湾露天煤矿东端帮烧变岩涌水问题,提出了在矿坑外侧烧变岩内建造一道截水帷幕的设想,并设计了截水帷幕的空间位置及结构参数;针对露天矿边帮变形、频繁爆破导致的帷幕墙抗渗性受影响问题,综合考虑技术、经济等因素,结合矿坑实际地质及采剥条件,提出了采用黏土基浆液建造露天矿柔性、抗震截水帷幕的新方法;针对烧变岩吃浆量大的问题,提出了黏土浆、黏土-水泥浆、黏土-水泥-水玻璃浆相互配合的黏土浆注浆新工艺,建造了一道长720m、深80m、有效厚度超过7m的截水帷幕墙;最后通过现场测量法、压水试验法、水位动态法检验了帷幕的质量与减水效果。结果表明帷幕墙透水率达到弱透水级别,帷幕墙外侧地下水位升幅明显,治理范围内涌水量由治理前的698m^(3)/h减少至71m^(3)/h,减水率达89%。 展开更多
关键词 露天煤矿 烧变岩涌水 柔性抗震隔水帷幕 黏土浆液
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我国煤层水害基本架构及发展情势 被引量：1
16
作者 武强 朱慧聪 +10 位作者 胡辰睿 魏新疆 侯柱平 肖璇 刘学 李俊杰 赵佳 程一帆 杨亮 邢一迪 曾一凡 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期12-21,共10页
为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题,基于近20余年间煤层水害事故的统汇分析,提出了“隐蔽突水致灾因素”萌生、煤层水害“三要素”定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等5个煤层水害的... 为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题,基于近20余年间煤层水害事故的统汇分析,提出了“隐蔽突水致灾因素”萌生、煤层水害“三要素”定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等5个煤层水害的主体构成阶段,依据各阶段独立属性特征,将煤层水害概括为顶板水害、底板水害和老空水害3个主类,以及巨厚基岩含水层高势能涌(淋)水、岩溶陷落柱导升突水、同位水平空间侧向涌水等11个子类,并对不同类型煤层水害的孕灾致灾诱因、发育发展过程机理、灾变显现特征等进行阐述。最后,对我国煤层水害的未来发展情势做了简要展望和分析。 展开更多
关键词 矿井水防治 煤层水害 隐蔽致灾因素 致灾机理 主动防控
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我国不同类别煤层顶板水害致灾机理与防控路径 被引量：14
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作者 曾一凡 朱慧聪 +6 位作者 武强 王皓 郭小铭 崔芳鹏 庞振忠 刘守强 杨维弘 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1539-1555,共17页
我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地... 我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地认识顶板水害和推广现有技术和探索新技术防控此类矿井灾害,在全面分析近年来我国煤层顶板水害事故规律与顶板充水含水层的赋存条件、突水模式、动力特征、力学行为等基础上,系统划分了顶板水害的类型、特征、主要类别的致灾机理及梳理了现有顶板水害的防治技术,并展望了未来顶板水害防治领域的发展方向。研究发现:①顶板水害主体架构包括巨厚基岩含水层涌(淋)水、薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌、离层空间蓄水储能突水、天窗补给型突水、围岩烧变增透致突等5种类别,集中分布于秦岭—淮河沿线以北地区,陕、蒙、宁是顶板水害主要聚集地。②采动诱发巨厚基岩含水层下覆岩原生裂隙互馈-贯通发育“Z”型离层空间,导致采场出现大面积涌(淋)水现象;基于复合关键层破断力学条件,阐明了薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌致灾的动力源;构建了离层失稳突水临界判别准则,将离层突水划分为静载扰动、“动+静”载复合扰动、复合煤层开采重复扰动3种模式;红土隔水层缺失及红土薄弱区采动劣化损伤是产生天窗越流补给的主要根源;围岩烧变增透,孔隙度增大,接受临近水源补水后形成新的含水结构体,在采动诱发下烧变岩水涌入采场发生水害事故。③梳理了当前煤层顶板水害“探-放-治”三位一体的解危防控技术体系,提出了井上下共轭联动、钻-采(掘)高位协同地质勘探系统,以防治水“三区”划分为导向的地质保障工作,“煤-水-生态”多目标齐抓共管的绿色开采和防治水理念,以及数智化、透明化矿山水文地质灾害信息维护系统等未来发展方向。 展开更多
关键词 顶板水害 矿井防治水 离层突水 致灾机理 防控技术
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综放工作面老空动水综合防治技术研究 被引量：3
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作者 郑战伟 李沛涛 吴振玉 《煤炭科技》 2023年第3期137-140,147,共5页
芦沟煤矿21煤柱综采工作面位于21采区中部,水文地质条件较复杂,周边全为已回采过的采空区。掘进时分别在上下副巷进行了多轮次探放老空区水,对21煤柱工作面两翼采空区积水进行了有效疏放。郑州“7·20”暴雨后工作面回风巷东帮出现... 芦沟煤矿21煤柱综采工作面位于21采区中部,水文地质条件较复杂,周边全为已回采过的采空区。掘进时分别在上下副巷进行了多轮次探放老空区水,对21煤柱工作面两翼采空区积水进行了有效疏放。郑州“7·20”暴雨后工作面回风巷东帮出现淋水,且大量增加,严重影响工作面安全生产,对此采取了井下超前探放、利用周边废弃井筒建立排水阵地,对井下排水阵地进行增容改造等方案。经过4个月的综合治理,彻底解决了老空水水害,摸索出一套行之有效的治理技术和方案,具有在相同条件下推广的意义。 展开更多
关键词 老空水害 井下探放水 增容改造 综合防治
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基于云平台的矿井水害智慧应急救援系统与应用 被引量：41
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作者 武强 徐华 +4 位作者 赵颖旺 杜沅泽 张小燕 穆文平 姚义 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2661-2667,共7页
随着云计算、物联网、大数据、人工智能等技术的发展,智慧应急救援已成为矿山安全生产监察的迫切需求。提出了基于云平台的矿井水害智慧应急救援服务体系,采用混合云架构,提供按需和弹性计算能力及存储资源。通过集成与挖掘所有可能的... 随着云计算、物联网、大数据、人工智能等技术的发展,智慧应急救援已成为矿山安全生产监察的迫切需求。提出了基于云平台的矿井水害智慧应急救援服务体系,采用混合云架构,提供按需和弹性计算能力及存储资源。通过集成与挖掘所有可能的历史和实时数据,建立云环境下多源异构、大规模、跨领域、动态信息资源"一张图",推动信息资源共享,建设应急救援智库。在此基础上,研发了应急救援系统,实现数值模拟、预测预警、应急疏散、应急评估、人员设备管理等功能,支持矿山应急演练和应急决策,依托现代信息技术为矿井水害应急救援提供智能化的服务和管理,实现矿井水害事故预防、检测、预警、处置、评估等全过程动态管理和控制。 展开更多
关键词 矿井水害 智慧应急救援 云计算 服务体系 "一张图"
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基于GIS的突水系数法评价新技术及其应用 被引量：5
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作者 刘守强 武强 +3 位作者 曾一凡 李哲 宫厚健 张毅 《煤炭工程》 北大核心 2016年第B11期43-46,共4页
为充分利用现有资料,提高煤层底板水害评价精度,以四台矿8号煤层底板寒灰水害评价为例,提出将GIS技术应用于煤层底板水害评价中。在建立基于GIS的影响煤层底板突水的隔水层厚度和水压两大因素专题层图基础上,通过专题图的叠加分析,得出... 为充分利用现有资料,提高煤层底板水害评价精度,以四台矿8号煤层底板寒灰水害评价为例,提出将GIS技术应用于煤层底板水害评价中。在建立基于GIS的影响煤层底板突水的隔水层厚度和水压两大因素专题层图基础上,通过专题图的叠加分析,得出煤层底板突水系数值,进行突水危险性评价分区,并研发了基于GIS的底板突水评价信息系统。进一步将得出的评价分区与传统基于钻孔点突水系数值的突水系数法评价分区相比可知,基于GIS数据分析的突水系数法评价更吻合实际。因此,GIS技术在煤层底板水害评价中的应用,为有效防治煤层底板水害提供了技术支持。 展开更多
关键词 GIS 突水系数法 底板突水 信息系统
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