华北型煤田深部煤层开采区域防治水理论与成套技术(赵庆彪等)思维导图
2016年度河北省科学技术进步奖总评审2016111117273183859
一等奖
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一等奖
一等奖
一等奖
二等奖 二等奖
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序号 推荐号 项目编号 28 114-405 20164275
项目名称
完成单位 河北省水文水资源勘测局,天津大学 华北理工大学 唐山港口实业集团有限公司,水利部 交通运输部国家能源局南京水利科 学研究院,中交第一航务工程勘察设 计院有限公司 中国电子科技集团公司第五十四研 究所,北京邮电大学 中国电子科技集团公司第五十四研 究所 中国电子科技集团公司第十三研究 所 石家庄市环境监测中心,中国科学院 生态环境研究中心,无锡中科水质环 境技术有限公司 中国船舶重工集团公司第七一八研 究所
胡春歧,程双虎,马存湖,李建 省水利厅 柱,李要尊,刘惠霞,徐延忠 王瑞敏,杨,张文丽,朱莹,涂 唐山市科技局 静宜,周彩凤,刘斌 季则舟,于泳,孙林云,章始红, 唐山市科技局 赵辉,肖立敏,刘锦石 蒋宝强,姚海鹏,宋春晓,郄绍 省国防科工局 辉,李斌,李勇,侯永飞 蔚保国,王珏,王晓玲,甘兴利, 省国防科工局 李隽,叶红军,郑晓冬 吴爱华,梁法国,郑世棋,乔玉 省国防科工局 娥,翟玉卫,栾鹏 洪纲,靳伟,金小伟,李治国,罗 石家庄市科技 毅,袁张燊,周静博 局 邯郸市科技局 省教育厅 秦皇岛市科技 局 承德市科学技 术局 唐山市科技局 承德市科学技 术局
序号 推荐号 项目编号 10 103-412 20164154
项目名称 国产新型益生乳酸菌发酵剂关 键技术开发及产业化 微生物来源系列抗耐药菌药物 的关键技术开发及产业化 高级别汽车板关键技术创新及 应用
完成单位
完成人
推荐单位 石家庄市科技 局 石家庄市科技 局 邯郸市科技局
建议 等级 一等奖
区域超前治理防治水技术
区域超前治理防治水技术赵庆彪;高春芳;王铁记【摘要】In order to relieve the menace of serious water disaster in mining lower-group coal in deep mine of Hanxing mining area, regional advanced water prevention idea was put forward which took “advanced prevention, comprehensive renovation, regional con-trol and mining under water pressure” as technical indicating principle. Mining face prevention was transferred to regional prevention which was divided into elements by mining zone, level and tectonic structure. The key technology of underground directional drilling which firstly was applied in regional advanced floor-water prevention and control was concluded. By “first-prevention-then-driving and mining”, the goal of water prevention was realized. This technology provided reference for mining lower-group coal under water pressure in deep mine and innovated water prevention method, and safely mining coal resource threatened by water and excellent economic and social value was made.%根据邯邢矿区大采深矿井开采和下组煤开采面临的严重水患，提出了“区域超前治理”防治水理念，即“超前主动、区域治理、全面改造、带压开采”的技术指导原则；由一面一治理改为以采区、水平或由地质构造所分割的单元为单位进行区域治理，主要总结了井下定向钻进关键技术首次应用于煤层底板岩层区域超前治理防治水技术研究，先治后掘，先治后采，从而实现“不掘突水头，不采突水面”的目标，为今后大采深和开采下组煤矿井防治水提供了很好的借鉴经验，创新了大采深矿井和开采下组煤奥灰水害防治方法，安全地开采受承压水威胁的煤炭资源，取得了很好的经济和社会效益。
煤矿水害防治理论与技术中国矿业大学武强课件
（5）底板发生“底爆”，伴有巨响煤，矿水水害防大治理量论与涌技术出中国，矿业水大学色武强乳白或呈黄
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（三） 冲击层水的突水预兆
（1）突水部位发潮、滴水，滴水逐渐增 大，仔细观察可发现水中有少量细砂；
（2）发生局部冒顶，水量突增并出现流 砂，流砂常呈间歇性，水色时清时混，总的趋 势是水量、砂量增加，直至流砂大量涌出；
（二） 工作面底板灰岩含水层突水预兆
（1）工作面压力增大，底板臌起，底臌量可达500mm以上；
（2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大；
（3）沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底 板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时 浊，底板活动时水变浑浊、底板稳定时水色变清；
（4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并有“嘶嘶” 或刺耳水声；
防治煤层顶、底板含水层的水害，既要从整体上 查明水文地质条件，采取疏干降压或截源堵水等防 治措施，又要重视井下采区的探查。
煤矿水害防治理论与技术
武强
国际水文地质学家协会（IAH）中国国家委员会 副主席
国家安全生产专家组
成员
国家煤监局”水害防治”专家组
组长
中国地质学会
理事
;
(中国矿业大学, 北京)
煤矿水害防治理论与技术中国矿业大学武强
1
第一节 我国煤矿水害类型及分布
3
4
昆
仑
秦 岭
贺 兰
山 构 造 带构
阴山构造带
1
造
带
川
K值 0 . 4 5 —0 . 5 5 —0 . 7 5 —0 . 8 —
0 . 6 5 0 . 7 7 0 . 8 5 0 . 9
煤矿水害防治理论与技术中国矿业大学武强
煤矿防治水培训课件
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4
二
矿井水灾的危害
恶化生产成本； 增加排水Tehx费etrein用（增加Tehxe生trein产成本）； 损失煤炭资源； 缩短生产设备使用寿命（矿井水有腐蚀
防治水专业培训
主讲人：
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1
01 煤矿防治水基本知识
02 矿井水灾的危害
提
纲
03 矿井水害发生的条件
04 矿井水害产生的原因
05 煤矿防治水技术措施
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2
一 煤矿防治水基本知识
➢矿井水：在矿井生产过程中渗入、流入、
涌入和溃入井巷或工作面的任何水源的水， 统称矿井水。
➢含水层：能够透过并给出相当数量水的岩
质量低劣不能起到防水作用。
思想麻痹大意。
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五 煤矿防治水技术措施
预测预 报
有疑必 探
十六字 方针
先探后 掘
先治后 采
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“七字”措施
防
堵
疏
放水设施及 防治水措施
注浆堵出水口， 加固裂隙带，充 填岩溶裂隙带等。
疏水降压或 疏干含水层
排
截
探
放
排水设施、 排水能力
留设各种 防水煤柱
井下探水（物 探和钻探）
超前探放老空 区水、顶板砂
岩水
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贵
美
在
在
用
实
心
际
矿井灾害防治思维导图-简单高清脑图_知犀思维导图思维导图-简单高清脑图_知犀
矿井灾害防治矿井灾害简介矿井主要灾害煤矿井下作业，容易发生瓦斯（燃烧）爆炸、水灾、火灾及冒顶等事故，同时存在运输、电气等其它方面的安全问题事故的发生不是完全独立的，而是有一定联系的重大灾害事故重大灾害事故凡是给煤矿生产或人员生命安全、财产造成严重危害的事故统称为煤矿重大灾害事故煤矿重大灾害事故的危害性煤矿重大灾害事故影响范围大，伤亡人员多，中断生产时间长，损毁井巷工程或生产设备严重，经济损失巨大，社会影响恶劣，严重制约和影响煤炭工业持续健康发展煤矿中常见的重大灾害事故类型瓦斯、煤尘爆炸矿井火灾煤与瓦斯突出矿井突水冲击地压和大面积冒顶特征突发性灾难性破坏性继发性瓦斯灾害防治预防瓦斯积聚加强管理，保证矿井正常通风优化、简化通风系统，保证系统的稳定可靠保证通风设施的质量，保持设施的完好，不得随意拆改加强通风巷道的检查维修，保持风流畅通采空区和废巷及时封闭，采、掘工作面实行独立通风杜绝超能力组织生产预防瓦斯爆炸措施加强矿井通风，防止瓦斯积聚保持完善、合理的通风系统，各采掘工作面均采取独立通风严格通风设施的维修管理，减少各种漏风及时处理局部积聚的瓦斯对巷道顶部、采煤工作面上隅角或采空区积聚瓦斯进行及时处理及时处理局部积存的瓦斯，当局部瓦斯超限时，必须马上停产进行处理保证监控系统正常运行，实时监测风流中的瓦斯浓度，当瓦斯浓度超限时，能自动切断电源严格执行瓦斯检查制度及瓦斯排放制度，并对废弃巷道和盲巷要及时封闭掘进工作面供电采用“三专两闭锁”下井人员一律配带矿灯和自救器，电气设备完好，杜绝明火作业井下放炮严格执行“一炮三检，三人连锁放炮”制度杜绝超能力组织生产矿井火灾防治加强下井人员检身制度，严禁将打火机、火柴、烟草等物带入井下。
严禁穿化纤衣服入井及时清理可燃物，并立即运至井上。
雷管、炸药材料的运输和保管应严格执行《煤矿安全规程》的有关规定加强用电管理，井下所有电气设备的选择、安装与使用应严格遵守有关规定，防止过流、过负荷引起火灾，电气设备严禁失爆加强安全管理，井下运输过程中注意撞坏电缆，生产中应注意冒顶等外力损坏电缆及电气设备当井下发生火灾时，可视具体情况采取反风措施，防止灾害事故扩大井下设消防材料库，并配备足够的消防材料井下建立完善的消防洒水系统矿井水害防治矿井的主要水患为浅部已采煤层的采（古）空区积水及地表大石河流水。
煤矿防治水新理论新技术
•
90年代初，将国外在大型计算机上编译 的重叠回线装置下瞬变电磁测深一维反演程 序移植到普通 的微机上实现，这对瞬变电磁 测深方法在我国的发展起到了积极的推动作 用。到目前，已比较完整地建立了一维正、 反演及方法技术理论。近几年，国内各单位 在仪器研制及野外试验方面做了一些工作， 并自行研制了一些功率较小、勘探深度较浅 的单一方法仪器，研制出的仪器主要有SD－ 1、SD－2、WDC－2、WDC－3、WDC－4、 WDC－5、SDC-1及LC系统等，高性能瞬变 电磁仪器正在研制之中。目前，大功率、多 功能瞬变电磁法仪器主要依赖进口。
• 2、TEM47HP发射机技术指标 • ● 电流波型：偶极方波，占空系数 50% ● 基本频率：30，75，285Hz（功率 传输线为60Hz时） 25，62.5，237.5Hz（功率传输线 为50Hz时） ● 关断时间：关断时间2.5μs （40m×40m发射线圈），最终关断 时间取决发射线圈有效面积S及发射电 流A ● 发射线圈尺寸：1.5m×1.5m(80匝) 或2m×2m（64匝） ● 输出电压：0－12V 24V或32V
•
80年代初，在计算机上成功编译了各 种装置下瞬变电磁测深一维反演程序，这 在该方法的定量解释研究方面是一个重大 的突破；同时，随着计算机技术的发展， 欧美各国在瞬变电磁法的二、三维正演模 拟技术方面作了大量工作，随之利用有限 差分法实现了电磁波场的二维偏移和电磁 数据的成像。欧美学者对时间域瞬变电磁 法的激电效应研究始于80年代初，并奠定 了该领域的研究基础。近些年开始出现智 能集成化的仪器 .
• 瞬变电磁仪系统的组成主要有： • ● 发射机 ● 发射线圈 ● 高频接收线圈 • ● 数字接收机 • ● 全空间正、反演软件
•
在地面或空中设置通以一定波形电流的 发射线圈，从而在其周围空间产生一次电 磁场，并在地下导电岩矿体（地下含水构 造）中产生感应电流; 断电后感应电流由于 热损耗而随时间衰减，衰减过程一般分为 早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率 域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小; 而 中晚期成分则相当于频率域中的低频成分， 衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各 个时间段的二次场随时间变化规律，可得 到不同深度的地电特征。
煤矿防治水知识讲座的讲课文档
第23页，共73页。
防治水技术措施
水患诊断结论明确以后，接下来的工作就是采取 有针对性的防治水措施了，以水害类型划分的防 治水 技术措施如下：
以断层作为防范对象—预注浆通过断层、留设 防水煤岩柱；
以陷落柱作为防范对象—封堵陷落柱，留设一定的
近年来，采空水造成的透水事故时有发生，在所有煤矿水害 事故中占据主要位置，媒体多有报道， 产生十分恶劣的社会甚 至是政治影响。为此，党和政府及社会各界十分关注这一影响安 全生产大局的煤矿水害问题，在国家煤矿安全生产监察局 多次 组织的水害防治技术研讨会上均将老空水防治列为扭转安全生产 大局的主要目标。
第25页，共73页。
目前正在开展的煤矿水害防治新技术研究
• 深部煤炭资源开发中突水机理及安全评价技术 • 可视化突水条件远程监控及预警技术 • 含水层水文地质试验与评价技术 • 车载移动式矿井突水水源快速诊断系统
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第三讲 老空水预防
一、老空水的定义及特点 为了保证正常生产，煤炭开采过程中，需要对涌入井
第8页，共73页。
四、解决煤矿水害问题的切入点
A、涌水水源
煤
矿 水
B、涌水通道
害
C、涌水水量
• 我们讲如何防治水，首先要了解矿井涌水条件，即涌水水源和 涌水通道，二者综合作用称为矿井充水条件，二者缺一不可， 还有一条是涌水量超过了排水能力即“失控”，就会造成矿井水 灾。
• A、充水水源：地表水、地下水、大气降水、老空水
第30页，共73页。
当时探与不探的争论很大，由于分管探水工作的领 导 思想坚定，决定打钻探水，结果放出水量200多吨，事后 发现煤柱内残留一口60m的古井，有约0.3MPa的水压， 如有人员在附近作业，必然会发生伤亡事故。
华北型煤田深部开采底板突水机理与区域治理关键技术
华北型煤田深部开采底板突水机理与区域治理关键技术赵庆彪;张建公;王海桥【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2015(012)004【摘要】通过对华北型煤田邯邢矿区大采深高承压水和下组煤开采条件下9起较典型的煤层底板承压突水实例进行深入系统分析,基于时空4维结构概念,首次提出了"分时段分带突破"的煤层底板突水机理,即从空间上在上组煤2号主采煤层至煤系基底奥灰强含水层之间,以薄层灰岩含水层和因采动影响而产生的各种破坏损伤及原始导升裂隙带等,按阻水能力大小划分11个阻水"分带";从时间上按煤层底板渗水及突水通道形成进程划分4个"时段".鉴于邯邢矿区矿井深部煤层和下组煤开采受奥灰承压水威胁现状和保水开采需要,提出了奥灰岩溶水上带压开采的"区域超前治理"水害理念、"超前主动、区域治理、全面改造、带压开采"防治水指导原则和底板阻水能力评价方法;相应成功地研发了区域超前治理关键等技术体系,特别是地面多分支水平钻进关键技术研究,取得了很好的安全技术效果,创新了大采深矿井和开采下组煤奥灰水害治理方法与技术,为安全开采受承压水威胁的煤炭资源,保护煤系基底奥灰水环境提供一条新途径.【总页数】7页(P1-7)【作者】赵庆彪;张建公;王海桥【作者单位】冀中能源集团有限责任公司,河北邢台054000;冀中能源集团有限责任公司,河北邢台054000;湖南科技大学,湖南湘潭401211【正文语种】中文【中图分类】TD745【相关文献】1.深部开采矿井水害区域治理关键技术研究及发展 [J], 张党育2.华北型煤田深部开采底板"分时段分带突破"突水机理 [J], 赵庆彪;赵昕楠;武强;刘长武;王希良3.华北型煤田底板灰岩含水层超前区域治理模式与选择准则 [J], 董书宁;郭小铭;刘其声;王皓;南生辉;郑士田;王宇航4.淮南煤田1煤开采底板灰岩水害地面超前区域探查治理方案研究 [J], 许超5.华北型煤田底板岩溶水害区域治理关键技术研究进展 [J], 张党育;蒋勤明;高春芳;王铁记;王玺瑞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。