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通过系统收集矿区地质及水文地质资料,采用FLAC~(3D)数值模拟方法,分析了矿区内主采煤层二2煤底板突水机理。研究表明,永城矿区灰岩突水特征与华北各大水矿区截然不同,绝大部分与隔水层厚度不够或断层无关,而属原生裂隙导水。其突水方式分为连接裂隙突水和递进导升突水。对连接裂隙突水进行了模拟研究,认为其突水机理为:在采空区或巷道底部竖直向上的压力和强大的灰岩水压力下,裂隙张开或扩张,从而导致灰岩突水,形成开放裂隙突水或闭合引张裂隙突水。 相似文献
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为有效控制煤层底板带压开采突水发生,同时解决突水系数法评价底板突水的局限性,引入灰色模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性。以袁店煤矿101、102采区为例,通过对10煤层水文地质条件、底板充水水源和充水通道深入分析,提取评价煤层底板突水危险性关键指标,综合考虑岩溶裂隙发育、地质构造、隔水层厚度、裂隙含水层富水性、灰岩含水层厚度5个突水主控因素,并进行底板突水危险性分区。结果表明：101采区底板突水危险性较小,102采区危险性较大。建议对102采区局部富水地段进行注浆加固,以达到防治突水的目的。 相似文献
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巨厚火成岩在煤系中的水文地质意义 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对海孜煤矿7煤各工作面突水的特征和水质对比等方法，结合采后形成的导水裂隙带高度，得出了导致7煤各工作面突水的水源是来自巨厚火成岩侵入时对围岩产生的破坏裂隙水，在此基础上提出了侵入裂隙的概念，突水通道为采后形成的导水裂隙，并针对突水成因，提出了控制采高和提前疏放等防治措施。 相似文献
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21181综放工作面突水分析与治理 总被引：1，自引：1，他引：0
通过对21181综放工作面的突水特征与突水水质检测资料的分析,以及开采导水裂隙带高度的计算,得出了工作面突水原因——采煤后形成的导水裂隙带已波及到了上覆侏罗系上统巨厚砾岩含水层,通过运用合理的防治方案．为今后综放工作面预防水害打下了基础。 相似文献
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岩溶地区隧道裂隙水突出力学机制研究 总被引：16，自引：4，他引：12
岩溶地下水是诱发隧道发生突（涌）水地质灾害的主导因素之一,岩溶裂隙水对隧道围岩的危害越来越成为岩溶地区隧道建设中的热点研究问题之一。基于目前岩溶裂隙水突出机制研究现状,运用岩溶地质学、工程水力学和断裂力学相关理论分析岩溶地区隧道水岩相互作用机制,探讨了水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生突（涌）水的影响,揭示岩溶地区隧道裂隙水突出前后过程的力学机制。研究表明：岩溶隧道裂隙水突出是裂隙岩体在岩溶水及水压的持续作用下受施工外力干扰发生劈裂的结果,岩溶水和水压在裂隙岩体突水破坏过程中的力学作用主要体现在4个方面,即突水蓄势期岩溶水对裂隙岩体的软化溶蚀作用、水压对裂隙岩体的劈裂作用,突水失稳期水流的冲刷扩径作用、水压对突水量的动力控制作用。基于上述分析,以断裂力学、弹塑性力学理论为基础,提出岩溶隧道岩溶裂隙水突出的最小岩石防突厚度概念,推导了其半解析解表达式,并为工程实例所验证,其结果可为高风险岩溶地区隧道突水理论与防治措施提供参考。 相似文献
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河南夹沟铝土矿床突水机理与防治方法研究 总被引：6，自引：0，他引：6
文章建立了河南夹沟铝土矿床“二元”突水概念模型，揭示了突水水源来自两个不同的渗流场：矿床上部石炭系（C3）含水岩组渗流场、矿床下部奥陶系（O2）含水岩组＋寒武系（∈2＋3）含水岩组渗流场。前者以重力自由渗流为突水力源，以裂隙、溶孔（洞）为突水途径，突水类型为直接式突水；后者以高压水头顶托渗透为突水力源，以各类原生、次生裂隙为突水途径，突水类型为间接式突水。并论证了矿床“二元”突水的治理对策与方法，提出未来矿床开采以平行疏排降水为主，并正确预留C2矿床底板天然隔水层防护。 相似文献
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突涌水灾害对地下工程危害严重,实践表明,注浆是治理突涌水灾害的有效方法。近年来,裂隙岩体注浆理论的研究成为热点,但裂隙动水注浆理论发展缓慢,不能有效指导工程实践。在水平裂隙动水注浆U型扩散理论基础上,研发可变倾角小比例裂隙动水注浆模型试验系统,开展多组室内模型试验,研究倾角对裂隙动水注浆扩散规律的影响机制,同时,利用COMSOL软件对一定倾角的裂隙动水注浆扩散进行数值模拟。研究表明：当裂隙水平时,满足U型扩散形态;当裂隙存在倾角时,在动水水头差和浆液自身重力因素作用下,浆液呈现彗星状扩散形态;相同扩散效果下,注浆速率随裂隙倾角的增加呈抛物线型增长规律,增加注浆速率可以保持注浆孔附近相对于其周边区域的浓度梯度优势。该研究结论对于目前裂隙动水注浆理论是一种重要补充,对指导突涌水灾害治理有一定的实践意义。 相似文献
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华北型煤矿垂向越导突水特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在对焦作矿区大量突水事例分析的基础上,建立了“越导突水”的概念模型,并从这一模型展开讨论了由断层、密集型裂隙和陷落柱等构造形成的超导突水的8项特征,从而为研究华北型煤矿垂向越导突水实质奠定了基础。 相似文献
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通过对井田边界条件、主要含水层的富水特征、断层的水文地质特征以及地下水的补给、径流及排泄条件的分析研究,认为二1煤层顶板的直接充水水源为顶板砂岩裂隙水,底板的直接充水水源为石炭系太原组上段石灰岩岩溶裂隙水,底板的间接充水水源为石炭系下段太原组灰岩岩溶裂隙水和寒武系白云质灰岩岩溶裂隙水;矿井充水通道为顶板砂岩、底板灰岩的裂隙和断层带。采用大井法对先期开采地段二1煤层-700m水平的矿井涌水量进行了预算：正常涌水量为947m^3/d,最大涌水量为1140m^3/d。结合邻近矿井的调查,认为计算的涌水量是可靠的,可作为煤矿建井设计和水害防治的依据。 相似文献
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通过对火烧铺煤矿所处水文地质条件与矿井多年开采实测涌水量的分析与研究，总结出该煤矿矿井涌水量主要受开采面积、采空区面积和开采深度制约，其相关系数高达0．8以上，随着三者之一增加，矿井涌水量亦随之增加的规律性，为本区新建或改扩建的以裂隙充水为主的煤矿床提供了可比拟的依据。 相似文献
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岱河矿区地下水系统包含三个主要子系统:第四系全新统孔隙含水层、煤系砂岩裂隙含水层组及煤系下伏灰岩岩溶裂隙含水层组。通过对矿区三个子系统地下水化学特征分析,确定各子系统涌出水来源判别依据的水溶组分并建立各子系统所特有的水质模型,进而提出矿井涌水水源判别模式。实际应用表明,该判别模式具有快速准确的特点,可以为了解矿井涌水来源,预测矿井涌水量,防治矿井突水提供理论依据。 相似文献
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针对煤层顶板承压含水层涌水模式不清的问题,从煤层回采过程中顶板含水层涌水的时空变化特征入手,提出顶板含水层涌水量由静态储存量和动态补给量构成,认为静态储存量主要受来压步距、顶板垮落和导水裂隙(合称冒裂)影响区含水层厚度、含水层给水度控制,动态补给量主要受冒裂影响区外围含水层厚度、渗透性流场中水力梯度和过水断面面积控制;根据导水裂隙波及含水层情况,将顶板含水层涌水模式划分为井底进水的触及井涌水、井壁及井底进水的非完整井涌水和井壁进水的完整井涌水3种模式,并基于地下水渗流理论给出不同涌水模式下动态补给水量计算公式;针对以往疏放水钻孔数量多及疏放水量大的问题,以实现工作面顶板含水层静态储存量疏放后动态补给量可控为目的,提出冒裂区高度控制钻孔深度、单孔水位影响半径控制钻孔布置间距、钻孔疏放水量稳定时间控制超前疏放时间的疏放水钻孔优化设计理念,对疏放水及疏放钻孔布置进行优化,形成系统的顶板含水层水疏放体系。研究结果丰富了煤层顶板含水层涌水量计算和控制方法,对顶板水害防控具有实际的指导意义。 相似文献
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张宝庄铁矿矿床位于当地侵蚀基准面以下,呈似层状,倾角多在45°以上,埋深20～888m。对矿区3个主要含水层及其之间的水力联系进行分析,这3个含水层分别为第四纪全新世冲洪积孔隙水含水层、基岩风化裂隙水含水层和泰山岩群变质岩构造裂隙水含水层,各含水层之间水力联系较弱。另外还研究了矿床充水因素、预测矿床正常涌水量和最大涌水量,在此基础上划分该矿区水文地质条件为中等类型。 相似文献
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为揭示太行山北段岩溶裂隙水富水性分布规律,采用电阻率、极化率、半衰时和偏离度分析不同含水层介质结构、不同含水岩组和不同地下水系统岩溶裂隙水与电性参数的关系,探讨研究区岩溶裂隙水富水性的影响因素及其电性响应特征。结果表明:含水层介质结构按照溶蚀孔洞型→断层型→褶皱型→岩体阻水型的排列顺序,半衰时值分布范围依次降低,而偏离度值分布范围依次升高;四种电性参数对奥陶系含水岩组、蓟县系含水岩组具有较强的分辨能力;极化率、半衰时和偏离度难以识别拒马河、界河－唐河以及瀑河－漕河三种岩溶裂隙地下水系统类型;奥陶系含水岩组的富水性优于蓟县系含水岩组;就含水层介质结构而言,溶蚀孔洞型富水性最佳,断层型和褶皱型次之,岩体阻水型富水性最差。 相似文献
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茶园煤矿为水文地质复杂型矿井,开采二叠系吴家坪组近底部K1煤层。矿井充水水源主要为大气降水,补给途径为岩溶裂隙与暗河。该技改扩能明斜井将穿过二叠系嘉陵江组(T1 j)、大冶组(T1d)和长兴组(P2c)三个岩溶裂隙含水层。从已有采掘工程、矿区地形地貌、物探结果、接触面岩溶发育情况等方面对这三个含水层进行了分析对比,得出了该矿扩能技改斜井井筒在开凿期间遇暗河岩溶水的可能性很小,但可能会遇到岩溶裂隙水的结论。并制定相应的防治水措施。实际揭露情况表明,该斜井掘进期间,井筒实际涌水量为15m3/h以内,与分析结果基本吻合。证明其分析方法正确,结论可靠,对煤矿水害的防治具有指导意义。 相似文献
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Rui Zhang Zhenquan Jiang Haiyang Zhou Chaowei Yang Shuaijun Xiao 《Natural Hazards》2014,71(3):1861-1872
Groundwater outburst has an impartible relationship with geological structures such as water-conducting faults, which are widely distributed in north China. In order to study the seepage property and mechanism of water outburst from the faults above a confined aquifer in the coal mining, the simulation model of ground water inrush for fault was designed. The water outburst parameters, such as water inflow, permeability, seepage velocity, porosity and other variables under different material combination and water pressures, were obtained; the research results indicate as follows: (1) The changes of the water inflow can be divided into three stages, i.e., the water inflow slowly increases at the early stage, rapidly increases at the middle stage and keeps unchanged at the late stage. (2) The seepage process can be represented by the seepage combination types, which are composed of pore flow, fissure flow and pipe flow, and the seepage changes not only with time but also with different conditions. (3) Mining would lead to the reactivation of faults and further enhance the permeability of fault zone potentially. The tiny granules in fault would be eroded and moved to exterior as the time under the high water pressure and lead to the change of porosity parameters. In this case, the seepage velocity would increase ceaselessly, and then the seepage would convert into pipe flow and finally lead to water inrush accidents. 相似文献