煤矿地下水库技术标准体系构建与制定

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为进一步推广煤矿地下水库技术,应用系统工程理论与方法,分析了煤矿地下水库6大关键技术(水量预测、水库选址、库容确定、坝体构筑、安全运行和水质保障)涉及的关键技术标准,构建了煤矿地下水库技术标准核心架构并详述了其内涵,提出了基于PDCA循环的煤矿地下水库技术标准实施方法;在此基础上,叙述了神华集团煤矿地下水库技术标准制定与实施现状,提出了煤矿地下水库技术标准制定的建议,旨在为该技术在西部矿区的全面推广应用提供技术指导。

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煤矿地下水技术标准体系构建与制定

为进一步推广煤矿地下水库技术,应用系统工程理论与方法,分析了煤矿地下水库6大关键技术(水量预测、水库选址、库容确定、坝体构筑、安全运行和水质保障)涉及的关键技术标准,构建了煤矿地下水库技术标准核心架构并详述了其内涵,提出了基于PDCA循环的煤矿地下水库技术标准实施方法;在此基础上,叙述了神华集团煤矿地下水库技术标准制定与实施现状,提出了煤矿地下水库技术标准制定的建议,旨在为该技术在西部矿区的全面推广应用提供技术指导。

2020-05-23
858KB
煤矿地下水煤柱动力响应与稳定性分析

参考借鉴地面水库坝体抗震安全评价的相关研究,构建了煤矿地下水库相似材料模型平台,进行了不同烈度条件下的动力破坏试验研究,并利用摩尔库伦模型对坝体在地震作用下的动力响应进行了数值仿真,研究了坝体的地震破坏形态、抗震薄弱环节以及影响因素;同时对同等条件下的地面水库坝体进行了模型试验和数值模拟,对比分析了地下水库与地面水库的抗震安全性。结果表明:物理模型试验和数值模拟得到的动力响应较为接近;在地震波逐级加载的过程中,由于受到顶底板约束,煤矿地下水库坝体晚于地面水库坝体进入塑性工作状态,验证了煤矿地下水库坝体较地面水库坝体具有更好的抗震安全性。在此基础上,提出了煤矿地下水库坝体安全系数概念,对比分析了

2020-04-17
446KB
煤矿地下水理论框架和技术体系

针对我国西部(晋陕蒙宁甘)地区富煤缺水,且蒸发量是降雨量的6倍左右的条件,以及西部煤炭规模化开采产生的裂隙场,破坏了原有的地下水系统,产生大量矿井水,为保障煤矿安全,解决将大量矿井水外排地表蒸发损失的问题,提出了"导储用"为核心的煤矿地下水库地下水保护利用理念,研究开发了涵盖煤矿地下水库设计、建设和运行的技术体系,包括水源预测、水库选址、库容设计、坝体构建、安全运行和水质保障等六大关键技术,并在神东矿区成功建设了示范工程,累计建成32座煤矿地下水库,为矿区提供了95%以上用水,且实现了长期低成本安全稳定运行。工程实践表明,煤矿地下水库是充分利用地下自然空间和自然力储存和净化矿井水的安全、低成本

2020-04-18
1.08MB
8.0m大采高工作面煤矿地下水建设技术可行性研究

基于补连塔煤矿8.0m大采高工作面煤层赋存条件及水文地质条件,分析了煤矿地下水库建设的技术可行性内涵,采用理论计算及UDEC数值模拟分析方法,研究确定了8.0m大采高工作面的涌水量、储水空间及导水裂隙带高度。研究结果表明,12511超大采高工作面导水裂隙带直接沟通至地表,裂采比约为23.78,满足地下水库建设对导水通道的要求。通过分析超大采高工作面上覆岩层断裂结构及各分界岩层的位移轨迹曲线,确定工作面采空区的最大储水量约为5058773m~3,满足地下水库对库容的要求。补连塔煤矿8.0m大采高工作面满足煤矿地下水库建设对水源、库容、导水通道条件的要求,可以通过建设煤矿地下水库实现对矿井水的储存

2020-04-22
1.17MB
煤矿地下水人工坝体安全多层次模糊综合评价研究

基于煤矿地下水库人工坝体安全评价包含多种因素、准则和层次复杂的情况,为了准确评价坝体安全稳定性,提出了人工坝体安全多层次模糊综合评价模型。在该模型中,通过文献研究、访谈专家的方式分析了影响煤矿地下水库人工坝体安全的关键因素,建立坝体安全综合评价指标体系,采用层次分析法计算各层级因素的权重,建立比较判断矩阵并满足一致性检验;根据坝体安全评语集,以模糊理论为基础结合专家调查表,确定评价因素隶属度、评价矩阵并综合评价。应用该模型对神东矿区大柳塔矿地下水库人工坝体安全现状进行评价,结果表明坝体处于安全状态。

2020-04-23
1.59MB
煤矿地下水建设需注意的关键技术问题

为了保护宝贵的矿井水资源,大柳塔煤矿将井下采空区作为矿井水"转移、净化、储存、利用"的空间,创造性地建成了我国首座煤矿地下水库,实现了矿井水资源的循环利用。根据现场实践经验,就煤矿地下水库建设条件、位置确定、坝体施工、安全设施及管理等关键技术问题进行了探讨和详细介绍。

2020-04-20
833KB
大柳塔煤矿地下水建设与水资源利用技术

为解决神东矿区因高强度大规模开采引起的生态环境脆弱与水资源匮乏的问题,基于对煤矿水灾的防治和井下水资源的保护与合理利用,提出了利用煤矿井下采空区对水资源进行"转移、净化、储存和利用"的地下水库水循环利用关键技术。大柳塔煤矿利用此技术建成了我国第一个具有立体空间网络的庞大的地下水库水资源保护与循环利用工程系统,实现了水资源的高效循环利用,既解决了矿井水灾问题,又创造性地保护了井下水资源,为我国浅埋煤层绿色开采开辟了新途径。

2020-04-20
200KB
煤矿地下水煤柱坝体极限水头值研究

安全煤柱坝体所能承载的极限水头值大小对煤矿地下水库系统安全运行有很大影响。以李家壕煤矿为例,综合运用数值模拟,理论分析研究了水库稳定性与煤柱坝体所能承载的临界水压的关系。二者对于煤柱稳定性的影响相反,最后利用煤柱所能承载的极限水头值与塑性区宽度之间的函数关系对安全煤柱的极限水头值进行了预测。

2020-04-25
1.12MB
煤矿地下水人工坝体构筑材料适用性研究

为分析地下水库人工坝体构筑材料适用性,将渗透性作为衡量标准,以李家壕煤矿为研究背景,通过实验室相似模拟实验,使用电液伺服岩石力学试验机对实验试样进行应变-渗透系数研究,分析了不同岩性体在外界应力变化的情况下渗透系数的变化情况。研究得出不同岩性体在变形破坏过程中渗透系数的变化规律:孔隙度越大,其渗透系数越大,呈对数关系;且外界应力会改变岩体裂痕和孔隙的尺寸和数量:当外界应力使得岩体裂痕孔隙更加紧密时,渗透系数减小,反之,渗透系数增大。对相同岩性体而言,随着外界围压和水压的降低,渗透系数均减小。

2020-05-02
1.72MB
西部缺水矿区地下水保水的容研究

利用井下采空区进行水源蓄存和循环利用的地下水库技术是实现西部矿区保水采煤的有效措施,研究确定采空区的合理储水容量对于地下水库技术的安全高效实施至关重要。综合采用理论分析、模拟实验与现场实测等手段,就地下水库储水容量计算、以及极限库容与合理库容的确定等问题进行了研究,结果表明:地下水库的储水容量即为储水范围内覆岩垮落带破碎岩块间自由空隙量与裂隙带断裂岩层离层裂隙量的总和;基于覆岩垮落带类抛物空间形态模型的构建,得到了考虑煤层倾角条件下垮落带岩体空隙量的计算公式;利用覆岩采动裂隙分布的"O"形圈理论模型,获得了覆岩各层关键层底界面及相邻关键层间断裂岩层的离层空隙量确定方法;由此根据储水水位在覆岩垮

2020-04-21
1.97MB
有机氮和“三氮”在西部煤矿地下水迁移转化的实验研究

基于浅埋深、薄基岩、厚煤层的赋存条件,在我国西部煤矿区往往排出富含有机氮和无机氮(硝酸盐氮、亚硝酸盐氮或氨氮)的矿井水,如果不经过处理就直接排放,会给生态环境带来严重危害。作为实现保水采煤、生态保护的措施之一,地下水库技术已在我国多个西部生态脆弱煤矿区得到了实施,然而有关水质保障及安全运行的研究报道甚少。研究通过矸石柱模拟补连塔矿地下水库的水文地质环境,结合水中TN、“三氮”等理化指标的测试,开展了矿井水中有机氮和“三氮”的迁移转化规律研究。研究结果表明:渗流流量均值0.51 mL/min、1 016 h(12.54个孔隙体积数PV)内,在模拟的水-岩间的缺氧环境中,同时存在有机氮的矿化作用、

2020-04-17
167KB
神东矿区煤炭开采水资源保护利用技术与应用

针对神东矿区矿井水外排蒸发损失的问题,分析了以往保水采煤方法的不足,系统研究了矿区水文地质条件,提出了矿区三类水(近地表土壤水、第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水)概念。在此基础上,神东矿区通过开展一系列水资源保护和利用技术研究,掌握了矿区煤炭现代开采地下水的运移规律,相继研发了采空区储水设施、煤矿地下水库和煤矿分布式地下水库的水资源保护和利用技术,形成了以煤矿地下水库为核心的矿区水资源保护和利用技术,并通过技术提升,建成了大柳塔矿分布式地下水库示范工程,实现了矿井水井下循环利用。现场工程应用表明,神东矿区煤矿地下水库安全稳定运行,提供了矿区95%以上用水,有效保障了矿区的可持续发展,为我国西部地

2020-05-11
1.56MB
浅埋煤层地下水流固耦合模型特征参数试验研究

煤层采动引起的岩体运移、裂隙演化与渗流特性对煤矿地下水库的设计建造具有重要影响,为获取地下水库围岩体物理特征参数,开展相似材料流固耦合模型试验研究,结合典型浅埋煤层水文地质及开采条件,建立了立体相似材料流固耦合模型。通过监测煤层开挖过程中顶板下沉量、煤柱应力、含水层渗压等特征参数的变化,研究了煤层采动过程中破断岩体运移、裂隙演化规律及扰动岩层渗流特性变化规律。试验结果表明:煤层开挖后,煤柱上覆岩层形成倒台阶结构,煤柱应力先增大后减小。顶板岩层先后经历“弯曲下沉—裂隙发育—破断垮落”的动态演化过程,岩层裂隙发育程度决定了形成的导水裂隙带数量,可用岩层渗压下降速率表征岩层裂隙发育程度。岩层大面积垮

2020-04-30
199KB
“能源金三角”地区煤炭开采水资源保护与利用工程技术

针对制约我国煤炭开发战略西移面临的水资源短缺问题,避免矿井水外排地表蒸发损失和造成土壤盐碱化,开辟节省土地资源和节约建设运行费用的矿井水储用的新途径,保护和利用西部矿区宝贵的矿井水资源,提出了矿井水井下储存利用的新理念,即利用煤炭开采形成的采空区作为储水空间,用人工坝体将不连续的煤柱坝体连接构成复合坝体,建设煤矿地下水库。开发了水库水量预测、水库选址、库容计算、坝体建设、安全运行和水质保障等关键技术,建立了煤矿地下水库技术体系,在神东矿区建设了示范工程。目前已建成32座煤矿地下水库,储水量达3100万m3,供应了矿区用水量的95%以上,为矿区发展提供水资源保障,为我国煤炭开采水资源保护利用提供

2020-04-18
366KB
漳村煤矿常隆水下开采可行性分析

针对漳村煤矿常隆水库下开采,通过理论分析、数值模拟以及参考相邻矿井类似开采技术条件下覆岩破坏实测成果等手段综合论证。认为正常条件下常隆水库下开采是安全可行的。遇有贯通性导水构造,需留设足够的安全防水隔离煤柱。

2020-04-19
1.61MB
基于废弃煤矿采空区的矿井水抽水蓄能调峰系统构建

为了更好地利用废弃煤矿遗留的大量地下空间资源,构建并初步设计了一种抽水蓄能调峰系统,该系统以煤矿地下水库相关技术为基础,将井下采空区改造成地下水库存储和净化矿井水资源,并利用地面与井下之间、井下各开采水平采空区之间的高度差,在电网负荷低时将矿井水由地下水库提升至地面塌陷区改造的水库中蓄能,在电网负荷高时放水发电补充电网。同时该系统还设有利用电化学等工艺对矿井水进行处理的单元,利用过剩电量净化矿井水供给矿区生产、生活使用。在论述系统整体结构设计方案和技术原理的基础上,通过实例设计和计算验证了系统的可行性。利用废弃煤矿采空区建设抽水蓄能调峰系统能够克服传统抽水蓄能电站的选址局限,大幅减少建设成本与

2020-04-17
1.24MB
煤矿矿井水井下处理及废水零排放技术进展

为解决我国煤矿矿井水利用率低和排放污染环境等问题,促进矿井水的处理利用,论述了矿井水井下处理相关技术的基本原理、工艺路线、技术特点和工程案例,针对矿井水井下处理存在问题提出解决思路,并对矿井水井下处理发展前景进行展望。高密度沉淀、超磁分离和采空区过滤等技术能够实现悬浮物高效低成本脱除;成熟的膜处理和低温多效蒸发技术可广泛应用于矿井水浓缩脱盐;利用煤矿地下水库存储浓盐废水是实现矿井水处理废水零排放的一种有效方式。进一步开发适用于井下空间的高效化、模块化、可移动化的处理单元,增强处理单元的防爆性能、自动控制性能、安全监测性能,采用多种处理技术耦合,实现矿井水分级处理与分质利用,将是未来矿井水井下处

2020-04-16
258KB
SPA-ITFN耦合模型下的煤矿地下水质评价

随着煤矿绿色开采概念的逐步推行,煤炭开采对地下水的影响越来越受到重视。提出用集对分析(SPA)多元联系数来描述煤矿水质评价中的确定性和模糊不确定性,并引入区间三角模糊数(ITFN)来对联系数同异反结构中差异度系数的连续变化过程进行描述,最后提出了基于多元联系数的区间三角模糊数的决策评价新模型(SPA-ITFN)。采用该评价模型和模糊综合评价法,对比分析了伊犁伊宁矿区的水质情况,评价结果一致,并且联系数的大小更能反映同等级之间水质污染程度的强弱。该模型计算过程简单,结果客观真实,可为煤矿地下水质评价提供一种新的方法和科学决策支持。

2020-05-18
218KB
露天煤矿地下水环境影响分析及质量评价

以潞安新疆煤化工(集团)有限公司露天煤矿地下水环境为研究背景,明确了矿区的地下含水层、隔水层及补给情况,采用库萨金法计算地下水影响半径,详细分析了露天煤矿开采对矿区地下水水量及水质的影响状况,通过布置监测点收集矿区地下水监测数据,并采用单因子污染指数法对监测结果进行有效评价。

2020-05-07
169KB
煤矿开采对地下水资源环境影响评价

根据山西襄垣七一善福煤业有限公司的水文地质条件和煤矿开采后形成的垮落带高度、导水裂隙带高度的数据,确定煤矿开采过程中对地下水(岩溶水、裂隙水、孔隙水)的影响程度,为煤矿开采后对地下水环境的影响评价提供依据。

2020-05-06
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