防止煤層頂板水潰入礦井的預警系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著煤礦開采強度的加大和開采深度的增加，煤層頂板突水事故頻繁發(fā)生，給礦井安全生產(chǎn)帶來了極大的危害，開展煤層頂板突水預警系統(tǒng)研究不僅具有重要的理論意義而且具有工程實用價值。
　　 本文在對煤層頂板突水機理研究及突水影響因素分析的基礎上，首先建立了煤層頂板突水監(jiān)測預警的體系框架，提出預警系統(tǒng)分析過程為監(jiān)測、識別、診斷、評價四個環(huán)節(jié)。整個系統(tǒng)以光纖光柵技術(shù)為支撐，由地面中心站、井下子站和傳感器等組成，預警系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、

2、數(shù)據(jù)處理、實時顯示及警情發(fā)布等功能。其次，對監(jiān)測指標體系選擇、監(jiān)測點布設、預警判據(jù)、預警級別劃分等關(guān)鍵技術(shù)問題進行了深入探討。提出了水壓、水量、水質(zhì)和水溫組成煤層頂板突水監(jiān)測指標體系的觀點。為了建立水質(zhì)預警指標，首次提出了開展不同水源混合效應的水文地球化學試驗的基本思路，分別采用海水、“四含水”與不同含水層水混合體積比試驗獲得各特征離子的變化特征，為確定水質(zhì)監(jiān)測閾值奠定了實驗基礎，同時，建立了以特征離子變化幅度作為海水潰入的預警判據(jù)。最

3、后，以龍口北皂煤礦海下H2101首采工作面和皖北祁東煤礦巨厚松散層下7130工作面為例，分別開展了兩種典型頂板水害的監(jiān)測預警工程實踐，在兩種不同類型煤層頂板水害的礦井中系統(tǒng)運行正常，建立的監(jiān)測指標體系及預警判據(jù)得到了初步驗證。龍口北皂煤礦海下H2101首采工作面開采期間，各含水層水位、水質(zhì)、涌水量變化均在正常范圍內(nèi)，沒有發(fā)布海水潰入警情信號，該工作面實現(xiàn)了安全開采。皖北祁東煤礦7130工作面回采期間水位、涌水量監(jiān)測過程未發(fā)現(xiàn)異常情況，沒