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引流注浆治理东庞矿特大陷落柱突水灾害

1矿井突水的基本情况东庞矿1983年投产,核定能力为240万t,采用立井、暗斜井多水平开拓,开采-300 m和-480 m水平。主采2号煤、配采浅部9号煤。投产后历年矿井涌水量不超过210 m3/h。矿井排水能力一水平(-300 m )为2900 m3/h,二水平(-480 m)为2000 m3/h。2003年4月12日东庞矿二水平南翼2903工作面运输巷在掘进至750 m时,发生陷落柱特大突水,突水量最大峰值70000m3/h,虽经全力组织抢险救灾,但因突水量远远超过矿井最大排水能力,4月17日矿井被淹。1·1突水工作面概况2903工作面位于二水平南翼,设计走向长1370 m,斜长175 m,倾角13°,煤厚4·3 m,煤层埋深为580 m,煤层赋存稳定,附近东17钻孔未见地质异常,相邻的2901工作面在开采时揭露断层落差1·8 m,涌水为顶板砂岩滴淋水,涌水量为10 m3/h。2903工作面附近奥灰含水层顶面距二2煤层底板2...  (本文共4页) 阅读全文>>

《煤炭学报》2018年07期
煤炭学报

煤矿陷落柱突水的变形-渗流-冲蚀耦合模型及应用

岩溶陷落柱广泛分布于我国华北地区的20多个煤田中,其引发的突水事故均具有隐蔽性、滞后性和突发性特点,给煤矿安全生产带来了极大的威胁[1-2]。据统计,历史上我国华北煤田发生了一系列严重的陷落柱突水事故,造成了大量的人员伤亡和经济损失[3]。近年来,随我国煤矿开采向深部延伸,陷落柱引发的突水灾害愈加严重[4]。因此深入研究陷落柱突水机理并为其突水灾害防治提供理论依据具有重要实践意义。目前,围绕煤矿陷落柱突水模式、发展过程、渗流特性等科学问题,有关学者通过理论分析、数值模拟和室内实验等手段开展了大量的研究工作,建立了以“圆形厚壁筒”[5]、“椭圆形截面”[6]、“塞子模型”[7]等为代表的陷落柱突水力学模型,分析了陷落柱渗流突变机制[8]及采动条件下的陷落柱突水过程[9],模拟了陷落柱突水过程中的渗流场分布规律[10-11]。此外,文献[12-14]对采动破碎岩体渗流规律进行了大量的试验分析研究;文献[15-19]探讨了水-力耦合作...  (本文共7页) 阅读全文>>

《煤矿现代化》2017年02期
煤矿现代化

综放工作面过陷落柱突水机理及防治技术研究

1 8103工作面探测陷落柱概况根据生产经验,井下揭露陷落柱之前一般都会出现某些征兆,比如陷落柱周围的煤层产状往往会变化;环状节理在陷落柱周围的煤岩层内频繁出现且伴随有岩块挤入煤层的现象;陷落柱四周的煤岩层出现被氧化的现象;陷落柱四周围岩的涌水量增大、小断层及裂隙增多等。利用上述这些经验都可以准确发现陷落柱,及时采取防治措施。为探明8103工作面的陷落柱概况,在8103运巷内进行钻探,钻探汇总情况见表1。2陷落柱突水判据将充水陷落柱划分为柱体周边因受采掘活动影响造成的破坏区与自身内部的渗透区,当破坏区与渗透区沟通时,采掘活动危险;当破坏区与渗透区相距较远时,采掘活动安全。表1 8103运巷探测陷落柱汇总情况孔号钻孔位置方位角(°)倾角(°)距底(m)距左帮(m)钻孔深度(m)施工情况1号1号钻场0 1 1.25 2.5 2120m遇石,磨1m,流黑水,有点发灰,磨不进,前方无来水2号1号钻场0 3 1.2 2.5 40正常3号1...  (本文共4页) 阅读全文>>

《煤炭学报》2017年02期
煤炭学报

基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用

岩溶陷落柱是中国北方型石炭二迭系煤田的一种特殊岩溶塌陷,其内部结构多由煤系地层各种垮落的破碎岩体组成,导致的突水具有隐蔽性、突发性,且与岩溶水有天然联系等特点[1],对煤矿安全生产构成极大威胁,陷落柱突水是“保水采煤”所面临的重大问题之一。陷落柱突水灾害的发生表明了陷落柱破碎岩体已经构成了岩溶含水层和巷道空间的突水通道,突水流体在破碎岩体中的渗流具有非线性特征[2],因此,研究陷落柱突水非线性渗流模型对于揭示突水渗流机制、突水量的合理预测具有重要理论和实际意义。国内外学者对破碎岩石的非线性渗流特性进行了广泛研究,普遍认为破碎岩石的渗流一般不服从Darcy定律而服从Forchheimer非线性渗流方程[2-6]。Sedghi-Asl等[7]通过对不同粒径碎石的渗透试验,基于Forchheimer方程得到了破碎岩石非达西因子随粒径的增大而降低的关系曲线。陷落柱作为连接含水层达西层流和巷道紊流的突水通道,试验表明其渗流状态是介于黏滞阻...  (本文共7页) 阅读全文>>

《中国矿业》2009年04期
中国矿业

我国陷落柱突水问题的研究现状与展望

岩溶陷落柱是我国华北煤田广泛发育的一种极富区域特色的地质现象。在山西、河北、河南、陕西、山东、江苏、安徽等省20多个煤田中,己发现有陷落柱的煤田45处,陷落柱总数已接近3000个,特别是山西、河北较多,以汾河沿岸、太行山东、西麓矿区最为发育,如西山、汾西、霍州、阳泉、井隆等矿区[1]。如西山矿区已发现陷落柱1300多个,密度可达到70个/km[2]。煤矿突水被认为是安全生产的重大灾害之一,也是世界产煤国家面对的一大安全开采难题。我国煤田地质条件十分复杂,受水威胁的煤炭储量占探明储量的27%,采矿中频繁发生的突水事故,严重威胁着煤矿的安全生产。开滦范各庄、皖北任楼矿、安阳铜冶一矿、徐州青山泉一号井、刘桥一矿、徐州大黄山、肥城国家庄、山西西山、阳泉、晋城、霍州等矿,均发生过岩溶陷落柱突水淹井的重大事故。其中,1984年6月2日,开滦范各庄矿2171综采工作面发生世界采矿史上罕见的岩溶陷落柱透水灾害,最大涌水量达2053m3/min,...  (本文共3页) 阅读全文>>

《煤矿安全》1988年07期
煤矿安全

华北型煤矿床陷落柱突水水文地质环境及预测

一、一个与煤炭生产和安全密切相 关的课题 陷落柱是由于易溶的碳酸岩强烈溶蚀成一定空闻,从而失去承受上部岩层压力的强度,上部岩层向溶蚀空间塌落而成的筒形柱体,是碳酸岩分布区由于户彗溶引起的继生地质现象。 我国华北石炭二迭纪煤田的山西、河北、河南、山东、陕西、江苏等省近20个煤田均曾见到这一地质现象,其中尤以山西西山及汾河沿岸煤田、河北太行山中段的煤田更为普遍。一些矿井所见陷落柱密度甚大,如西山矿区杜儿坪矿的生产区己发现400多个,其东翼一盘区陷落柱面积竟占盘区面积的n拓,一些矿区虽有发现,但密度不大,如徐州大黄山矿投产30年来揭露陷落柱16个,有的矿仅发现数个。 陷落柱对地下工程,特别是采矿活动带来很大影响,比如影响工作面布局,影响采掘工程进展,损失资想,影响煤炭质量和经济效益等。就岩层阻水强度而言,陷落柱是地质体的薄弱环节,可起到沟通所穿透的含水层水力联系的作用,给矿井带来水灾以至淹井之害。陷落柱已成为摆在面前的需要研究的重要课...  (本文共8页) 阅读全文>>