为更加准确地探测采空积水区范围,根据采空区积水对安全生产的影响程度,突出水患调查重点区域,采用多种物探手段开展采空积水区水患调查和勘查工作。从基本原理和数据处理方面对瞬变电磁法与激发极化法进行了介绍,通过工程案例分析,对这两种方法在采空积水区探测方面的应用效果进行了探讨。研究结果表明,采用瞬变电磁法与激发极化法进行综合探测与解释,所推断的采空积水区范围更为准确,钻探验证结果与推断情况较为一致。

为解决瓦斯涌出量小的矿井瓦斯灾害事故频发的问题,通过对义棠煤业瓦斯治理现状进行分析,采用瓦斯地质理论对局部煤层瓦斯异常涌出的原因进行研究,认为地质构造作用使地层受到揉皱破碎,致使顶板灰岩裂隙发育,大量游离态瓦斯贮存在裂隙中;在采掘活动扰动灰岩裂隙发育区时,游离态瓦斯集中释放造成局部瓦斯异常涌出。据此分析了瓦斯生成条件、瓦斯存储条件、瓦斯盖层条件对瓦斯涌出量的影响,并提出采用施工前探钻孔、煤层及煤层与顶板结合部位施工抽采钻孔、采用均压通风、增加工作面风量、加强矿井机电设备管理等措施防止煤与瓦斯突出事故的发生。

为研究王坡矿瓦斯地质规律,运用瓦斯赋存构造逐级控制理论,结合搜集王坡矿瓦斯地质资料研究了矿区、矿井地质构造。在分析王坡矿地质构造特征的基础上,定性定量分析井田内地质构造、煤厚、煤层埋深、上覆基岩厚度、陷落柱对瓦斯赋存的影响,结果表明:影响瓦斯赋存的主控因素是上覆基岩厚度。利用上覆基岩厚度和瓦斯含量之间的关系,推出二者之间的线性关系方程,可用于深部瓦斯含量的预测。

在瓦斯风化带内开采煤层,瓦斯一般不会对生产构成主要威胁,但笔者在宁东矿区某矿瓦斯风化带内施工地质检查孔时却发现了高浓度的甲烷气体。通过区域地质分析和工程探测研究,发现该区域因受地质构造影响,在顶板砂岩中有游离瓦斯聚集,经过针对性钻孔抽采,3个月抽采了近200万m3的纯瓦斯。这说明在封闭条件下的瓦斯风化带内,仍可能出现瓦斯集中赋存的区域。

随着店坪煤矿开采规模扩大,矿井转入下组煤10#煤层开采,在回采下组煤时发现局部区域出现瓦斯异常涌出现象,给矿井安全管理带来很大的困难。本文通过对矿井上、下组煤采掘期间瓦斯地质相关数据进行收集与分析,确定了矿井局部区域瓦斯涌出异常原因及范围,并提出采掘工作面合理配风、降低割煤速度、安设瓦斯稀释器的方法综合治理异常涌出的瓦斯,效果良好。

利用理论分析和现场实测的方法研究了瓦斯涌出异常的影响因素及瓦斯涌出异常预警技术的实现流程。针对乌东矿瓦斯突出特征与规律,运用了大数据技术研究监控监测总体数据,研究了适合乌东矿的瓦斯突出预警指标体系中的趋势预警指标,并建立了乌东矿瓦斯涌出异常的数据模型,实现了工作面及掘进面瓦斯突出危险性的实时智能预警,在乌东矿的应用效果验证了该风险态势分析平台的有效性。

煤层剥离后煤层底板泥岩易风化,强度明显降低,对陡帮顺倾边坡稳定性影响很大,非常有必要进行此方面的研究。以某露天矿采场南帮典型剖面为例,进行了露天矿开采过程中边坡的稳定性分析,得到了受泥岩风化影响的露天矿边坡稳定性特征,进行了露天矿采场陡帮顺倾边坡稳定性评价,对露天矿安全开采及陡帮顺倾边坡治理具有重要的指导意义。

降雨是边坡失稳破坏的主要诱因之一,边坡的滑动和破坏与雨水入渗密切相关。本文选取铜绿山古铜矿遗址Ⅶ号矿体西侧的露天采场东侧边坡为分析对象,根据工程水文地质条件和边坡产状建立数值计算模型,利用GEO-STUDIO软件的SEEP/W模块,模拟不同降雨强度下的边坡内部渗流特征,并结合SLOPE/W模块计算出各种降雨工况条件下边坡稳定性系数。模拟结果表明,随着降雨强度的增加,露天采场东侧坡体内部的渗流场发生显著变化,且边坡稳定性系数与降雨强度呈负相关的变化规律。

伊敏露天矿自2010年开始转向开采以来,转向进度较大,至2015年末共完成转向角度43°,平均转向进度8.6(°)/a,转向开采的转向中心轴在采区西侧,因此,西侧推进较慢,东侧推进速度较快。该方案充分降低了剥离生产成本,提高了设备的生产能力,这种高效的排土方式为其他露天矿提供了借鉴。

采用边坡雷达自动化实时监测技术,通过位移云图及时掌握抚顺西露天矿南帮主滑体变形特征,确定了主滑体西侧边界,并对其外侧牵引区进行了有效的治理设计和施工;同时,基于临滑预报预警技术,通过表面位移历时曲线和速度曲线,深入研究治理过程中主滑体边坡变形规律和变形演化阶段,实现信息化反馈施工,保障了滑坡治理工程的安全有序进行。