煤矿工程地质
煤矿地质——煤矿环境工程地质灾害
第二节煤矿环境工程地质灾害地质灾害可分为自然地质灾害和人为地质灾害及两者共同作用的地质灾害。
煤矿区环境工程地质灾害主要是人类采矿活动违背自然规律、恶化生态环境，导致灾害发生。
伴随采煤引起的环境工程地质灾害主要有：一、岩层移动，地面沉陷由于采煤形成地下采空区，岩体失去原有平衡状态而发生移动，简称岩移。
岩移包括地下开采造成的地表移动和露天开采引起的滑坡、崩塌(图12-1)。
采矿塌陷均分布在矿井采空区上方，其变形形式有地表沉陷、断裂、塌陷(图12-2)。
图12-1 采空沉陷盆地的形成图12-2 采矿冒落塌陷盆地的形成1—冒落带；2—裂缝带；3—移动带1．波状沉陷盆地这类地表移动形成过程比较缓慢，且在时空上是连续的，一般影响范围较大2．漏斗状陷坑和阶梯状断裂这类地表移动发生突然、快速、强烈，危害严重但破坏范围小二、山体开裂在陡峭临空的地形条件下，因山崖(坡)下采煤的管理不善和设计不当，甚至滥采，长期采掘会造成上覆山体开裂变形，最终产生倾倒滑崩等地质灾害，轻则影响安全生产，中断交通，重则酿成巨大灾难。
这是一类典型的且具有普遍性的人为诱发的工程地质灾害。
刘坪煤矿位于长阳县，矿区河谷深切，二叠系栖霞组灰岩形成悬崖峭壁，在采场上方形成三面临空地形。
下部马鞍段煤系地层构造节理极为发育，煤层一般2～3m，最厚可达7.1m。
到1981年采空区纵深发展到陡崖下面，面积已达4万m2以上，纵向采空跨度可达250m。
井下地压活动强烈，在采空区上陡崖顶部地表出现规模不等的四条裂缝，向下延深70m以上，最大张开度可达4m（图12-3）。
图12-3 刘坪煤矿山体开裂地质剖面三、边坡失稳露天采煤开挖矿坑，塑造了边坡。
随着开采深度的加大，边坡规模增大，破坏了原来地应力的平衡，导致人工边坡失稳破坏或滑移，最终形成滑坡。
见图12-4、图12-5。
图12-4 滑坡要素示意图图12-5 边坡崩塌示意图四、采矿诱发地震(矿震)采矿诱发地震是指采矿工程活动引起的地震，它是地壳浅部岩石圈对人类活动的一种反作用现象。
忻州花沟露天煤矿工程地质条件评价
056地质勘探DI ZHI KAN TAN由于忻州花沟露天煤矿西部地质勘查程度低，因此前期各阶段工作取得的地质资料已不能满足矿田安全生产需要。
为了提高矿田内地质勘查程度，忻州花沟露天煤矿决定在矿田范围内进行地质补充勘探，目的是为矿田采区的合理划分和采煤工作面的连续推进提供地质依据，保证煤矿设计能力不因地质情况而发生重大变化。
1 采掘场边坡工程地质条件1.1 地形地貌本区为宁武煤田东北边缘一系列NE向断陷盆地之一，盆地外围皆为奥陶系石灰岩形成的高山，矿田内绝大部分为黄土覆盖，呈中山丘陵地形，最高点在西南边缘，海拔1630m，最低点在土壑村东南，海拔1517m，相对高差均小于113m，属中山区。
本次评价区边坡分布于整个露天矿首采区，边坡经修建开挖和平整改造，微地貌特征主要将呈台阶状，原有斜坡区将形成高缓的边坡。
1.2 边坡概况忻州花沟露天煤矿首采区边坡分布于整个露天煤矿东部，边坡出露地层主要为第四系堆积物，为山梁到山脚的黄土斜坡，边坡走向主要为由北东至南东，呈近似“L”形分布。
坡底为首采区内场地，在调查过程中未发现边坡土层中有地下水溢出。
边坡地层主要由第四系粉土、碎石土和第三系红黏土覆盖形成，其地层情况类似；边坡整体较缓。
首采区采剥场开挖后坡高80m，开采边坡角35°。
1.3 水文地质条件据调查揭露边坡未见地下水。
土体中的水的类型主要为季节性降雨渗水，受大气降雨补给，平时无地下水，仅降水时地表形成短时汇流，或直接从地表排走。
岩石地基为弱透水层或不透水层。
1.4 抗震设防烈度据《中华人民共和国建筑抗震设计规范》（GB5001-2001），本区地震设防烈度为7°，地震动峰值加速度为0.15g。
1.5 场地内其他不良地质作用根据现场调查及以往资料，本场地原始山体稳定性较好，推断后期在工程活动影响下可能发生的潜在不良地质作用主要有局部岩体陡壁的小范围崩塌、松散排土体局部滑移、部分排土体在降水冲刷下顺沟形成小范围泥石流等。
煤矿采空区工程地质勘察几点认识
煤矿采空区工程地质勘察几点认识【摘要】煤矿采空区工程地质勘察是在煤矿开采过程中进行的重要工作，旨在保障采空区工程建设的安全和有效进行。
本文首先介绍了煤矿采空区工程地质勘察的重要性，并分析了研究背景和目的。
接着详细阐述了煤矿采空区工程地质勘察的基本内容、方法以及地质勘察报告的内容，指出了地质灾害预评价和治理方案的重要性。
结论部分总结了煤矿采空区工程地质勘察的重要意义，提出了发展趋势，并对研究内容进行了总结和认识。
通过本文的分析，可以更好地认识和理解煤矿采空区工程地质勘察的重要性，为相关工作提供参考和指导。
【关键词】煤矿采空区工程地质勘察、重要性、研究背景、研究目的、基本内容、工程地质勘察方法、地质勘察报告内容、地质灾害预评价、地质灾害治理方案、重要意义、发展趋势、总结认识。
1. 引言1.1 煤矿采空区工程地质勘察的重要性煤矿采空区工程地质勘察的重要性可以从以下几个方面进行分析。
煤矿采空区是煤矿生产过程中留下的地下空洞和裸露的岩石体，其地质条件十分复杂，存在着较大的地质灾害隐患，如地面塌陷、地质破坏等。
进行工程地质勘察可以及时发现和评价采空区的地质情况，为工程设计和施工提供科学依据，减少灾害风险，保障工程安全。
煤矿采空区的地质条件对于地质灾害防治和资源开发利用具有重要的指导意义。
通过对煤矿采空区进行工程地质勘察，可以深入了解地下空间结构、岩性特征、裂隙发育情况等地质信息，为地质灾害预防和治理提供有效的技术支撑，同时为资源勘查和利用提供科学依据，实现资源的有效开发和利用。
煤矿采空区工程地质勘察的重要性不可忽视，只有充分认识其重要性，加强工程地质勘察工作，才能有效降低灾害风险，保障工程安全，实现资源的可持续开发利用。
加强对煤矿采空区工程地质勘察的研究和实践具有重要的现实意义和长远意义。
1.2 研究背景煤矿采空区工程地质勘察是煤炭开采后重要的地质工作之一。
地表下的煤矿采空区是经过煤炭开采后留下的无法继续利用的空洞区域，其地质条件十分复杂多变。
煤矿工程地质学课件
防治及处理措施
引言
井壁结构
井壁破裂原因
根据对井壁变形破坏机 理的分析结果, 防治井 壁变形破坏的技术途径 主要应从对井壁、 地
层和水头等 3 方面进
行考虑
井壁破坏特征
井壁破坏机理
论文总结 防治处理措施
15
防治处理措施
引言
井壁结构
井壁破裂原因
井壁处理措施
地层加固措施
水头控制措施
井壁破坏特征
一是“让” ;二是 “抗”
井壁结构
井壁破裂原因
井壁破坏特征
相关建议 井壁破坏机理
此观点忽视了 “砂层释水, 粘土压缩” 的前提条件 是粘土层中也含有重力水, 即假定粘土层与砂层有 相同的初始水位底部水位的降低主要是由于其与下 伏煤系地层有垂向联系, 尤其在采空造成煤层顶板 出现导水裂隙及采动使断层活化情况下, 与下伏含 水层的互补关系更为明显。
井壁破坏机理
防治及处理措施
3
井壁结构
引言 研究方法与思路 井壁结构
砌筑井壁结构
装配式井壁结构
整体浇筑式 井壁结构 复合井壁结构 锚喷井壁结构
4
井壁破裂原因
井壁破坏特征
井壁破坏机理
防治及处理措施
井壁破裂原因
引言
井壁结构
1 2
施工质量差导致的井壁破裂
关键技术与难点 井壁破裂原因
内部科学设计导致的井壁破裂
作者：王 兵
立井井筒内壁加固的机理分析
作者：施小平
17
敬请各位同学及老师批评指正！
汇报人：崔阳阳
井壁破裂原因
井壁破坏特征
相关建议 井壁破坏机理
防治及处理措施
假设井壁横截面上的纵向位移是均匀的 , 把井壁截 面位移与周围地层位移相等之点称为中性点 , 则中 性点上地层对井壁的剪应力为零, 但具有最大的轴 向应力 。显然, 中性点将处于表土层与基岩的交界 面附近 。表土层沉降不仅使井塔和井筒自重无法 由表土段分散转移 , 而且将与地层对井壁的剪应力 一道造成井壁 (尤其是岩土交界面附近)断面上轴向 应力的集中 。这种轴向应力的集中是传统的井壁 设计原则所未曾考虑的 , 这正是井壁破坏的主要原 因之一 。
煤矿采空区建设工程地质灾害危险性评估分析
煤矿采空区建设工程地质灾害危险性评估分析摘要：一直以来，高度重视地质灾害防治工作，采取了一系列的防治措施，取得了良好成效。
不过，地质灾害防治任务艰巨，还需不断强化防治力度。
本文对煤矿采空区建设工程地质灾害危险性评估进行分析，以供参考。
关键词：危险；采空区；预测；地面塌陷引言煤矿采空区是在地下开采后的一些空洞区或空腔区，在一段时间后由于塌陷而形成的。
矿山的各种地质因素在井下开采引发地表变形中起到了不同的作用，使得地表变形的分析变得十分复杂，因此它的变形是区域性的静态变形监测，需要通过周期性定量、多次重复监测，求得其在整个观测周期内的累计变化量，并结合其他相关学科对其成因进行分析。
1煤矿采空区形成1.1我国煤炭资源开发情况能源安全关系到国家安全。
我国能源资源禀赋特征鲜明，油气资源对外依存度高，煤炭作为我国存量最大、可靠性最高、经济性最好的能源，决定了我国在相当长的时期内将保持以煤为主的能源生产和消费结构。
据国家统计局初步核算，2020年全国煤炭消费量增长0.6%，煤炭消费量占能源消费总量的56.8%，比上年下降0.9个百分点。
截至2020年底，全国煤矿数量减少到4700处以下。
煤矿的开采分为露天开采和地下开采。
目前我国的煤矿基本上以地下开采为主，露天开采数量占全国的8%，产能占全国的17.8%。
1.2煤矿采空区形成过程煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤岩石等开采完成后留下的空洞或空腔。
煤矿开采过程需要将地下煤炭资源开采运走，一般会在掘进过程中，采用类似道路上过山隧道方法，逐步打通地下煤炭所在位置到煤矿井口间的隧道，一般会将开采过程中遇到的矿石、煤炭等运送到地面，以便形成合理的运送和开采作业面，随着煤炭和其他矿石的不断运出，地下形成了煤炭采空区。
由于开采工艺和使用技术不同，煤炭采空区略有差别，一般会以煤矿井口为中心，向煤炭资源存储点形成采煤巷道，采煤巷道类似过山隧道的形状。
通常采煤作业完成后会留下的煤矿采空区，如需要继续向纵深开采，一般会对采空区进行适度加固，采用锚杆固定、木桩支撑等防护措施，一段时间内，煤矿采空区不会塌陷。
煤矿地质钻孔施工安全技术措施
煤矿地质钻孔施工安全技术措施
1、基础建设：在煤矿地质钻孔施工地点，应进行地基建设及间接排
水设施设置，确保设备及人员的安全行走和作业环境。
2、钻孔深度检查：钻孔深度应符合设计要求，然后做深度检查，核
实钻孔中的可燃性气体浓度是否达到安全标准。
3、煤层钻孔的安全检查：钻孔过程中，要定时检查煤层的变幅及节
理状况，以确保施工安全。
4、钻孔过程中的安全控制：施工期间，要加强安全控制，禁止严禁
未经审查的人员进入施工区域，保证安全施工的同时，也保护施工工人的
安全。
5、人员培训：施工人员应保证掌握岩土工程技术，进行专业的培训，如拆卸、施工及维护等，以确保施工的安全性。
6、安全装备：钻孔施工过程中，要求人员穿戴防护装备，如安全帽、安全衣、安全靴等。
7、防火安全：施工钻孔过程中，要加强防火安全，尤其是在钻孔过
程中，要加强防火安全，钻孔煤层时，需要放置滚筒或其他可以抑制可燃
气体火焰抑制剂的物品，确保施工安全。
8、撤离安全：一旦发生火灾或其他事故，应立即采取撤离措施，尽
快离开施工区域，以降低损失。
贵州槽门煤矿工程地质勘察报告(梯子岩)
XX省 XX县 XX煤矿勘查地质报告第一章慨况一、目的和任务XX县地处 XX西北，是 XX省重要的优良无烟煤基地，煤炭远销广西、湖南、四川等省，当前每年外销煤炭量达 100 多万吨。
市场远景十分广阔。
据统计， XX 本县工业与民用煤用量为 5 0 万吨，拟建的 XX电厂建成后，每年煤炭用量 250 万吨左右。
这样，XX县煤炭耗费总量将增添到400 万吨，而当前 XX县煤炭实质开采量仅为150 万吨左右 . 为保证本县、本省及周边省市工业公司有稳固靠谱的煤炭能源，一定开发建设一批具必定规模的骨干矿井，为此，XX省 XX县煤炭局、 XX省 XX县 XX煤矿拜托我队对 XX煤矿拟建范围进行煤矿地质勘查工作。
其主要任务是:（1）初步查明区内陆层层序、结构轮廓，确立含煤地层时，认识含煤地层厚度、散布范田、煤层层数、煤层厚度、主采煤层及埋藏状况。
（2）认识煤岩和煤质的一般状况。
（3）初步认识区内自然地理条件，计算煤矿资源量 ( 储量 ) 。
二、地理及交通XX煤矿位于 XX县城北东直距 70 公里处，属 XX县 X 乡所辖，东距 X 县城 35 公里，矿区有约 1 公里简略公路与 XX国道相接，往南 30 公里可至 XX 西县城，距拟建的 XX西火电厂距离为 30 公里，交通较为方便。
地理坐标 : 东径 XX，北纬 XX，面积约 1.30 平方公里。
区内陆形切害激烈，为侵害一剥蚀高中山及岩溶峰丛高中山地貌，最高海拔米 ( 矿 ` 区中部 ) ，最低海拔 1254.0 米 ( 矿区北东洗线沟 ) ，相对最大高差 363.0 米。
煤系地层底界露头线出露最低标高 1288 米( 矿区北东角 ) ，最高 1374.0 米 ( 矿区西界限 ) ，最大高差 86.0 米。
山脉走向多为北东一南西向，主要受区内陆层岩性、地质结构和地表河流控制。
本区属亚热带温湿天气，冬无寒冷，夏无酷著，农作物以水稻、玉米、小麦为主，大豆及薯类次之。
煤矿矿区地质灾害防治工程设计与施工
煤矿矿区地质灾害防治工程设计与施工煤矿矿区地质灾害是指在煤矿开采过程中，由于地质条件的不稳定性，导致的各种地质灾害，如地面塌陷、地下水涌出、煤与瓦斯突出等。
这些地质灾害不仅对煤矿生产造成了严重的影响，还对周边环境和人民生活安全带来了巨大威胁。
因此，煤矿矿区地质灾害防治工程设计与施工显得尤为重要。
煤矿矿区地质灾害防治工程设计的首要任务是确定地质灾害类型和程度。
通过对矿区地质勘探和地质调查，可以了解地质构造、地下水位、岩层裂隙等情况，从而判断矿区地质灾害的潜在风险。
根据不同的地质灾害类型，设计师需要制定相应的防治措施。
对于地面塌陷这一常见的地质灾害，常采取的防治措施是地表支护和地下排水。
地表支护可以通过设置围岩锚杆、喷射混凝土等方式来加固地表，防止地面塌陷。
地下排水则是通过钻孔、水泵等手段，将地下水排出，减少地下水压力，从而降低地面塌陷的风险。
除了地面塌陷，地下水涌出也是煤矿矿区常见的地质灾害之一。
地下水涌出不仅会导致矿井淹水，还会增加矿井瓦斯爆炸的风险。
因此，在煤矿矿区地质灾害防治工程设计中，需要考虑地下水涌出的处理方法。
一种常见的方法是通过井筒抽水，将地下水抽出并进行处理。
另一种方法是通过注浆加固地下水涌出区域，阻止地下水的涌出。
此外，煤与瓦斯突出也是煤矿矿区常见的地质灾害之一。
煤与瓦斯突出是指在煤矿开采过程中，由于煤层内部瓦斯压力过大，导致煤与瓦斯突然喷出，对矿工的生命安全造成威胁。
为了防止煤与瓦斯突出，煤矿矿区地质灾害防治工程设计需要采取相应的措施，如设置瓦斯抽采系统、安装瓦斯抽放管道等。
在煤矿矿区地质灾害防治工程的施工过程中，需要严格按照设计方案进行。
施工人员需要具备一定的专业知识和技能，熟悉施工工艺和操作规程，以确保工程的质量和安全。
同时，施工过程中需要注意与周边环境的协调，减少对周边生态环境的影响。
总之，煤矿矿区地质灾害防治工程设计与施工是煤矿安全生产的重要环节。
通过科学合理的设计和精细的施工，可以有效预防和控制地质灾害的发生，保障煤矿生产和周边环境的安全。
煤矿地质保障工程施工方案
煤矿地质保障工程施工方案一、工程布置图设计在进行煤矿地质保障工程施工前，需根据地质勘察资料、工程目标和实际施工条件，精心设计工程布置图。
布置图应明确标明工作区域、作业点、安全距离、排水系统、通风系统等关键要素，确保施工过程有序进行。
二、地质实时监测施工期间，应建立地质实时监测体系，运用先进的地质监测设备和方法，对煤矿地质环境进行实时监测。
通过监测数据的分析，及时发现潜在的地质灾害风险，为施工决策提供科学依据。
三、施工安全管理煤矿地质保障工程施工安全管理至关重要。
应制定严格的安全管理制度，明确各级人员安全职责，加强施工现场安全监管，确保施工人员和设备安全。
同时，定期进行安全培训和演练，提高施工人员的安全意识和自救互救能力。
四、应急预案制定针对可能发生的突发事件和地质灾害，应制定详细的应急预案。
预案应包括预警机制、应急响应流程、救援力量组织、物资储备等方面的内容，确保在紧急情况下能够及时、有效地应对。
五、施工后土地复垦施工结束后，应及时进行土地复垦工作。
根据土地受损程度和类型，选择合适的复垦措施，如土地平整、土壤改良、植被恢复等，确保受损土地得到有效修复，恢复其生态功能。
六、废弃物处理措施施工过程中产生的废弃物应妥善处理，避免对环境造成污染。
应根据废弃物种类和性质，制定相应的处理方案，如分类堆放、无害化处理、资源化利用等，确保废弃物得到合理处置。
七、水土保持方案煤矿地质保障工程施工过程中，应注重水土保持工作。
通过合理布置作业区域、设置排水系统、采取水土保持措施等手段，有效减少水土流失，保护生态环境。
八、沟通协调机制施工过程中应建立健全的沟通协调机制，确保各部门、单位之间的信息畅通，及时解决施工中出现的问题。
同时，加强与当地政府和社区居民的沟通，争取他们的理解和支持，为施工创造良好的外部环境。
本施工方案是煤矿地质保障工程实施的重要依据，各级人员应严格按照方案要求执行，确保工程安全、高效、环保地进行。
煤矿工程勘察与设计的技术要点
煤矿工程勘察与设计的技术要点煤矿工程的勘察与设计是确保煤矿运营安全和高效的重要环节。
本文将介绍煤矿工程勘察与设计过程中的关键技术要点，包括地质勘察、矿山设计、安全评估和环境保护等方面。
一、地质勘察地质勘察是煤矿工程勘察与设计的首要任务。
其目的是了解地质条件，包括煤层赋存、厚度、倾角和品位等，以及矿山周边地质构造、地下水位和气体含量等。
地质勘察需要进行钻探、采样和实地观察，确保获取准确、全面的地质数据。
同时，还需综合利用各种信息源，如地质地图、已有矿山资料和现场调查报告等，以形成完整的地质模型。
二、矿山设计基于地质勘察结果，进行矿山设计是下一步工作。
矿山设计包括矿井选址、井巷布置和采矿方法等。
其中，矿井选址应考虑地形、地质、交通和水源等因素，确保矿井位置合理；井巷布置要满足矿石开采、通风、人员和物资运输等需求；采矿方法应根据煤层特征和采矿规模选择合适的采矿方式，如巷道和深孔开采等。
三、安全评估煤矿工程的安全性是至关重要的。
为了保障矿井运营的安全，需要进行全面的安全评估。
首先，对潜在的灾害风险进行评估，包括瓦斯爆炸、煤尘爆炸、顶板事故和地质灾害等。
其次，需要评估矿井的通风系统、防火设施和逃生通道等安全设施的合理性和有效性。
最后，还需考虑人员培训和安全管理等方面，确保员工具备必要的安全意识和应急处理能力。
四、环境保护煤矿工程对环境的影响必须得到有效控制，以减少对周围生态系统的破坏。
在勘察与设计阶段，要充分考虑环境因素，制定合理的环境保护措施。
例如，控制废水和废气排放，进行固体废弃物的分类处置，防止土壤和地下水的污染等。
同时，还需进行环境影响评估，评估矿山对水资源、土壤质量和生物多样性等方面的影响，并制定相应的环境保护计划。
总结：煤矿工程勘察与设计的技术要点包括地质勘察，矿山设计，安全评估和环境保护等方面。
通过准确了解地质条件，进行合理的矿山设计，评估潜在的安全风险和制定有效的环境保护措施，能够确保煤矿工程的安全和可持续发展。
山西蒲县官庄河煤矿工程地质条件研究
山西蒲县官庄河井田位于蒲县太林乡油房南、官庄村、东开府村一带，行政区划属蒲县太林乡管辖，地理坐标为：北纬：36°27′51″-36°29′55″，东经：111°19′07″-111°23′06″。
井田隶属于霍西煤田，批准开采2、11号煤层，生产规模90万t/a，井田平面形态呈2一不规则多边形，面积10.0636km 。
1 影响岩层物理力学性质因素1.1 岩组分类井田内煤系地层，按岩性分类为碎屑岩、碎屑岩夹碳酸盐岩。
碎屑岩从上到下差异较大，属于复杂型工程地质条件；碳酸盐岩稳定发育，属于简单型工程地质条件。
1）由不同类型的砂岩组成坚硬的单层结构岩组，强度较高，没有塑性，作为直接顶底板时属于稳定区。
2）由粉砂岩、砂质泥岩及煤层组成的互层结构，强度低，具有很小的塑性，作为直接顶底板时属于不稳定区。
3）由泥岩、铝质和炭质泥岩组成的半松软单层结构，[1]强度低，塑性强，作为直接顶底板时属于极不稳定区。
1.2 构造因素井田整体构造形态为向斜构造，煤层顶底板岩性为坚硬松软岩层，当与水相遇时，会发生离层现象，变形情况较小，属于低构造应力区，对巷道的威胁较小，如果遇到断层，应力和应变会发生相应的变化，形成局部工程地质复杂区。
2 主煤层顶底板岩性特征2#煤层顶板为泥岩，粉砂岩，砂质泥岩，厚度为0.90-4.00m，平均厚度为1.89m。
底板为黑色泥岩，厚度为1.20-5.29m，平均厚度为2.59m。
11#煤层直接顶板为灰黑色泥岩及砂质泥岩，厚度为1.45-7.70m，平均厚度为3.82m。
底板为灰色泥岩及砂质泥岩，局部为铝质泥岩，厚度为0.60-6.55m，平均厚度为1.98m。
对本井田及相邻矿井开采2#煤层及11#煤层采取物理力学岩样送国土资源部太原矿产资源监督检测中心进行了岩石工程力学试验，测试成果见表1。
2.1 主采煤层顶底板岩石工程地质特征2#煤层顶板：多为灰黑色的泥（砂质）岩、粉砂岩，测试结果显示，单项抗压强度的范围为36.4-66.5MPa，平均值为51.5MPa；单项抗拉强度的范围为0.6-1.7MPa，平均值为1.05MPa；抗剪强度56.9MPa。
煤矿床水文地质、工程地质、环境地质勘查评价标准
前言本标准属于煤炭工业协会《2005年煤炭行业标准项目计划》，国家发改委以发改办工业（2005）739号文件批准下达。
本标准是为了适应煤炭资源地质勘查工作的需要，在原煤炭工业部1980年颁发的有关规程基础上，总结二十多年执行过程的实践经验，结合当前我国经济发展和技术进步而制定的。
本标准是《矿区水文地质工程地质勘探规范》和《煤、泥炭地质勘查规范》的配套标准。
本标准自生效之日起，同时替代原煤炭工业部（80）煤地字第638号文件颁发的《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》、《煤炭资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程》、《煤炭资源地质勘探钻孔简易水文地质观测规程》和《煤田水文地质测绘规程》。
本标准的附录主要引自GB 12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》及DZ0215-2002《煤、泥炭地质勘查规范》。
本标准由中国煤炭地质总局负责起草。
本标准起草人：王佟、傅耀军、程爱国、孙玉臣、华解明、袁同星、牛志刚、李洪。
本标准由中国煤炭地质总局提出并负责解释。
煤矿床水文地质、工程地质、环境地质勘查评价标准1、适用范围1.1本标准规定了煤炭资源地质勘查水文地质、工程地质及环境地质工作的基本准则，侧重于勘查技术要求、工作方法。
1.2本标准适用于煤炭资源地质勘查各阶段的设计编制、勘查施工、地质研究、地质报告编制和评审、资源/储量评估、矿业权评估、可行性研究的依据。
2、引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。
在本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方面应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。
GB 1 12719—91矿区水文地质工程地质勘探规范DZ/T0 0215—2002煤、泥炭地质勘查规范GB/T14158—93区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范GB50215—2005煤炭工业矿井设计规范GB50197—2005露天矿工程设计规范GB50027—2001供水水文地质勘察规范DZ/T0080—93煤田地球物理测井规范GB3838—2002地表水环境质量标准3、总则3.1 水文地质工程地质勘查和环境地质调查评价是煤炭资源勘查工作的重要组成部分，各勘查阶段都应予以重视，认真做好相应工作。
安徽龙王庙煤矿工程地质条件分析
中， 顶板为软质岩体的 占５ ７ ％， 顶板类型为中硬岩体的 占３ ４ ％， 顶 板类 型 为硬 质岩 体 的 占 ９ ％。 （ ６ ） ８ 煤层顶 板岩体 岩性类型 。统计 ３ ３ 个见煤 点
中， 顶 板 为 软质 岩 体 的 占６ ７ ％， 顶板 类 型 为 中硬 岩 体 的
即软质岩体 、 中硬岩体和硬质岩体。
（ ３ ） ６ 煤 层 顶 板 岩 体 岩性 类 型 。 统 计 ２ ８ 个 见 煤 点
（ ２ ） 不 同岩 石 的 载 荷 能力 不 同 ， 一 般 是砂 岩 大 于 粉 砂岩 ， 粉 砂岩 大 于 泥岩 ， 各 种 岩石 的抗 压 强 度变 化 范 围 较大 ， 这 与 岩石 胶 结 物 的成 分 、 结构 、 构 造 及 岩石 裂 隙
当／ （ ／ ＞ ３ ５ ％时 ， 反映在顶板岩体 中硬质岩石 、 中硬 岩 石 和 软质 岩 石 各 部 分 大 致 相 当 ， 在 构 造 应 力 的作 用 下 或采 动影 响下 顶板 岩 体 的 力学性 质 主要 取 决 于这 些
岩石 类 型 的组合 。
当 Ｋ＜３ ５ ％时 ， 反 映在 顶板 岩 体 中软 质岩 石 和 中硬 岩石 占主要部 分 ， 说 明软 质岩 石和 中硬岩 石厚 度增 大或 层数 增多 ， 在构 造应 力 的作 用 下或采 动影 响下 顶板 岩体
１ ４ ０
西 部探 矿工 程
２ ０ １ ５ 年第 １ ０ 期
３ ０ ｍ） 顶板岩体 中各硬质岩石厚度之和 ， Ｈ为赋存 于煤 层之上一定高度（ 取３ Ｏ ｅ） ｒ 顶板岩体总厚度 ， 即顶板岩体 中各硬质岩体 、 中硬岩体和软质岩体厚度之和。
根据 Ｋ值 的大小 ， 将 可采 煤 层 顶 板 岩体 分 为 ３ 类，
煤矿地勘工程施工规范
煤矿地勘工程施工规范是为了确保地质勘探工作的质量和安全，提高煤矿地勘工程水平，依据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规程》（试行）、《煤矿防治水工作条例》等制度法规，结合矿区实际制定的技术管理与操作规程。
一、总则1.1 煤矿地勘工程施工规范适用于公司各生产矿井的井下钻探、注浆防治水工作。
1.2 各生产矿井要成立防治水领导机构，总经理（矿长）是矿井水害防治工作第一责任人，负责解决钻探注浆所需人才物等问题。
总工程师（技术负责）对矿井水害防治负技术责任。
地测防治水部门是矿井防治水主要职能部门，要明确一名技术人员具体负责钻探注浆技术管理工作；地测防治水部门对防治水业务技术工作负责。
调度、技术、计划、供应、财务、机电等部门也要在副总经理（生产矿长）领导下为钻探注浆提供物质材料、资金支持和现场施工条件。
1.3 钻探、注浆工程要纳入矿井中长期防治水规划和年度防治水计划，月度钻探、注浆工作也要纳入矿月度生产经营作业计划。
1.4 重点防治水钻探注浆工程应制定专项施工方案，明确施工工艺、安全措施和质量标准。
二、地勘工程2.1 地勘工程应根据煤矿地质工作规定和相关要求进行。
地勘中心要组织精干技术力量，严格按照项目工期和技术规范要求，高效推进项目实施，高质量完成项目勘探任务，及时提交勘探成果。
2.2 地勘工程主要包括钻探施工、测井等野外工作。
钻探施工要遵循合理布局、顺序施工、安全高效的原则，确保钻孔质量。
测井工作要严格按照规范要求进行，确保测井数据的真实、准确和可靠。
2.3 地勘工程要注重环境保护，合理利用资源，减少对生态环境的影响。
三、注浆工程3.1 注浆工程应根据煤矿防治水规程和相关要求进行。
注浆工程主要包括注浆孔施工、注浆材料选择、注浆压力控制等。
3.2 注浆孔施工要遵循合理布局、顺序施工、安全高效的原则，确保注浆孔的质量。
注浆材料应根据地质条件、注浆目的和施工要求选择，确保注浆效果。
3.3 注浆压力控制应根据地质条件、注浆材料和施工要求进行，确保注浆过程中煤矿安全。
煤矿地质学
煤矿地质学煤矿地质学是一门研究煤矿地球构造特征和地质环境的学科，也可以说是传统地质学与煤矿工程之间的一种混合学科。
它是煤矿工程专业培养的重要的部分，它的研究主要集中在煤层的形成、发育和分布、煤矿的地质构造特征、煤层煤质及开采技术等方面。
煤矿地质学开始于英国的18世纪，当时的研究主要集中在煤矿的地球构造特征和地质环境研究，这是为了满足工业发展对煤矿进行勘察和建设所提出的要求。
20世纪以来，随着煤矿工程和煤矿科学技术的发展，煤矿地质学也发生了显著变化。
目前，煤矿地质学已经发展为一门多学科交叉的科学，其中包括地质学、煤学、勘探工程、资源探测、地质环境保护、地质灾害防治等方面的科学知识。
煤矿地质学的研究主要分为煤层的形成及分布、煤层煤质及其演化、煤矿的地质构造特征以及煤矿的开采技术等方面。
首先，研究煤层的形成及分布，主要包括煤层的发育、凝结和物理特征等，这些内容是了解煤层煤质特征和储量大小的基础。
其次，研究煤层煤质及其演化，主要包括煤层的成熟度、煤种、热值、硫含量等因素，以及了解煤层的控制因素。
最后，研究煤矿的地质构造特征及开采技术，主要是研究煤矿的地质构造特点、矿下洞室的特征、采煤工艺、采煤组织形式等，以及了解煤矿开采技术的选择和控制。
煤矿地质学的研究是为了确定煤层的储量及其煤质特征，以及煤矿开采前的地质环境。
因此，煤矿地质学的研究只能是一个把握地质和矿业发展情况的框架，它可以帮助人们更好地把握和评价煤矿的储量、质量、安全以及矿业开发的可行性等，为煤矿的开发和矿业工程的建设提供科学依据。
煤矿地质学是一门广阔的学科，在当今的煤矿开发中发挥着重要的作用。
它可以反映煤矿的地质构造特征，为煤矿开发和矿业工程的建设提供科学依据，为煤矿工程专业服务。
煤矿地质学将在未来发挥着越来越重要的作用，对煤矿开发有着重要的意义。
霍林河958煤矿工程地质与采场边坡稳定性分析
霍林河958煤矿工程地质与采场边坡稳定性分析摘要：本采区已露天开采多年，地表大部形成采坑，只有矿区东南部地表尚完整。
勘查区面积小，构造简单，主要可采煤层较稳定，本文对采区工程地质特征进行了分析并对采场边坡的稳定性、剥离物强度、采坑稳定性进行了评价，对主要工程地质问题进行了归纳。
关键词：工程地质、边坡稳定、采坑稳定主要问题勘查区位于霍林河盆地内，霍林河盆地地处大兴安岭山脉的南段西北坡。
总体呈东北——西南狭长形展布，四周被中低山峦所环抱，海拔850～1291m，地形受区域地质构造及岩性控制，形成一轴向北东—南西向的断陷盆地。
盆地内海拔850～995m，相对高差一般小于50m，地貌单元以构造剥蚀地形为主，地形变化明显，石炭二叠系低级变质岩和早侏罗系火山碎屑岩构成盆地的北、东、南三面的低山丘陵，山顶基岩出露且多呈浑圆状，第四系呈裙带状环山麓覆盖。
岩性组成为英安质、流纹质火山碎屑岩、晶屑、岩屑凝灰岩、花岗岩、凝灰岩等。
盆地内沉积下白垩统陆相碎屑岩及新生界第四系冲积层。
下白垩统陆相碎屑岩大磨拐河组，盆地中间分布有丘陵和洼地。
霍林河流经盆地东南部边缘，盆地内受地形地貌影响，分属两个地下水系统，即霍林河三级地下水系统和乌拉盖河三级地下水系统。
本区气候属中温带半干旱大陆性季风气候区气候，气温变化大，据霍林郭勒市气象局2012～2021年气象资料，极端最低气温-34.9℃，极端最高气温40℃。
年平均降水量为414.4mm，降水多集中在6～8月内，占年降水量的69%以上。
年平均蒸发量为1612.8mm，是降水量4～6倍。
春季干旱多风，冬季寒冷多雪，多为西北风，最大风速25.5m/s，平均风速3.9m/s，风力一般3-4级。
每年9月至翌年5月为霜冻期，年平均结冰日数206天，最大冻土层厚2.68m，无霜期108天，植物生长期123天左右。
一、工程地质特征勘查区内松散盖层已剥离，主要以第四系风积、冲洪积物为主，岩性主要以粉质粘土、中细砂居多。
煤矿床水文地质、工程地质、环境地质勘查评价标准
前言本标准属于煤炭工业协会《2005年煤炭行业标准项目计划》，国家发改委以发改办工业(2005）739号文件批准下达。
本标准是为了适应煤炭资源地质勘查工作的需要,在原煤炭工业部1980年颁发的有关规程基础上，总结二十多年执行过程的实践经验，结合当前我国经济发展和技术进步而制定的。
本标准是《矿区水文地质工程地质勘探规范》和《煤、泥炭地质勘查规范》的配套标准.本标准自生效之日起，同时替代原煤炭工业部（80）煤地字第638号文件颁发的《煤炭资源地质勘探抽水试验规程》、《煤炭资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程》、《煤炭资源地质勘探钻孔简易水文地质观测规程》和《煤田水文地质测绘规程》。
本标准的附录主要引自GB 12719—91《矿区水文地质工程地质勘探规范》及DZ0215—2002《煤、泥炭地质勘查规范》。
本标准由中国煤炭地质总局负责起草。
本标准起草人：王佟、傅耀军、程爱国、孙玉臣、华解明、袁同星、牛志刚、李洪。
本标准由中国煤炭地质总局提出并负责解释.煤矿床水文地质、工程地质、环境地质勘查评价标准1、适用范围1.1本标准规定了煤炭资源地质勘查水文地质、工程地质及环境地质工作的基本准则，侧重于勘查技术要求、工作方法.1。
2本标准适用于煤炭资源地质勘查各阶段的设计编制、勘查施工、地质研究、地质报告编制和评审、资源/储量评估、矿业权评估、可行性研究的依据。
2、引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文.在本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方面应探讨、使用下列标准最新版本的可能性.GB 1 12719—91 矿区水文地质工程地质勘探规范DZ/T 0 0215—2002 煤、泥炭地质勘查规范GB/T 14158—93 区域水文地质工程地质环境地质综合勘查规范GB 50215—2005 煤炭工业矿井设计规范GB 50197-2005 露天矿工程设计规范GB 50027-2001 供水水文地质勘察规范DZ/T 0080—93 煤田地球物理测井规范GB 3838—2002 地表水环境质量标准3、总则3.1 水文地质工程地质勘查和环境地质调查评价是煤炭资源勘查工作的重要组成部分，各勘查阶段都应予以重视，认真做好相应工作。
煤矿地质工作规定
煤矿地质工作规定第一章总则第一条为了加强和规范煤矿地质工作，查明隐蔽致灾地质因素，及时处理煤矿地质灾害，有效预防煤矿事故，制定本规定。
第二条煤矿企业及所属矿井、有关单位的煤矿地质工作，适用本规定。
第三条煤矿地质工作是指在原勘探报告的基础上，从煤矿基本建设开始，直到闭坑为止的全部地质工作。
第四条煤矿地质工作应当坚持"综合勘查、科学分析、预测预报、保障安全"的原则。
第五条煤矿地质工作的主要任务包括:(一)研究煤矿地层、地质构造、煤层、煤质、瓦斯、水文地质和其他开采地质条件等地质特征及其变化规律，开展地质类型划分。
(二)查明影响煤矿安全生产的各种隐蔽致灾地质因素，做好相应的预测预报工作。
(三)进行地质补充调查与勘探、地质观测、资料编录和综合分析，提供煤矿建设和生产各个阶段所需要的地质资料，解决煤矿安全生产中的各种地质问题。
(四)估算和核实煤矿煤炭资源/储量以及煤矿瓦斯(煤层气)资源/储量，掌握资源/储量动态，为合理安排生产提供可靠依据。
(五)调查、研究煤矿含煤地层中共(伴)生矿产的赋存情况和开采利用价值。
第六条煤矿企业及所属矿井总工程师(或技术负责人，下同)具体负责煤矿地质工作的组织实施和技术管理。
第七条煤矿企业及所属矿井应设立地测部门，配备所需的地质及相关专业技术人员和仪器设备，建立健全煤矿地质工作规章制度。
煤矿地质类型为复杂或极复杂的煤矿企业及所属矿井，除符合本条第一款规定外，还应配备地质副总工程师。
地质副总工程师、地测部门负责人应由地质相关专业技术人员担任。
第八条煤矿企业及所属矿井应组织或安排地质技术人员接受继续教育或业务培训，每3年至少进行1次。
第九条煤矿企业及所属矿井应积极采用新理论、新技术、新方法和新装备，认真开展煤矿地质研究，不断提高煤矿地质工作的技术水平。
第二章煤矿地质类型划分及基础资料第一节煤矿地质类型划分第十条井工煤矿应根据地质构造复杂程度、煤层稳定程度、瓦斯类型、水文地质类型和其他开采地质条件进行类型划分。
煤矿地质防治水工程精细化管理规范
煤矿地质防治水工程精细化管理规范随着煤炭产业的不断发展，煤矿地质防治水工程也逐渐成为煤矿安全工程中不可或缺的一部分。
为了更好地保障生产安全和环境保护，需要对煤矿地质防治水工程进行精细化管理规范。
本文将从煤矿地质防治水工程的必要性、精细化管理的意义、管理规范内容等方面进行探讨。
一、煤矿地质防治水工程的必要性煤矿作为一种能源资源的重要来源，其开采过程中面临着许多地质灾害，其中以地下水为主要困扰。
未经防治的地下水会导致煤层变软、坍塌现象，引发地面上的地陷、塌陷等危害。
同时，地下水的污染还会对周围的地下水环境产生极为不利的影响，对人类生存和自然环境造成极大的破坏。
因此，煤矿地质防治水工程的建设是非常必要的。
二、精细化管理的意义为有效地防治地下水问题，煤矿地质防治水工程应该实施精细化管理。
精细化管理可以使管理工作更加科学、规范化，从而提高煤矿的运行效率和安全性，同时更好地保护周围的环境。
此外，精细化管理还可以增强管理人员的规范意识，并为管理工作提供更为详尽的标准和指导。
三、管理规范内容1、规范化设计精细化设计是煤矿地质防治水工程的基础。
规范化设计需要在保障煤矿生产安全、环境保护的前提下，对工程设计进行技术上的规范化。
具体地说，规范化设计应该注重以下几个方面：（1）工程设计统一化。
对于同类矿区地质条件相近的煤矿，应采取相同的防治水措施，确保相关工程的设计标准、规范、工艺等的一致性。
（2）工程设计质量化。
建立完善的质量管理体系，保障工程设计的精准化和标准化，通过各项技术措施确保地下水的防治效果。
（3）工程设计合理化。
在进行工程设计时，应以合理性和可操作性为前提，充分考虑自然条件、地质条件、环境要求等因素，提高煤矿地质防治水工程的安全性和可靠性。
2、工程建设监理对于煤矿地质防治水工程建设监理，必须采取更加严格的控制措施，以确保工程建设质量的高标准和高效率。
建设监理应从以下几个方面进行：（1）建议技术方案优化。
对于煤矿地质防治水工程建设过程中，针对地质条件等相关因素，进行技术方案的优化，提高工程建设的效率和质量。
煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准
MT中华人民共和国煤炭行业标准 MT/T 1091—2008煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准Standard for exploration and evaluation of hydrogeology, engineering geology and environment geology in coal beds（送审稿）2009-12-11发布 2010-7-1实施国家安全生产监督管理总局发布、目次前言 (Ⅲ)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 总则 (2)5 水文地质勘查评价 (2)5.1 工作程度 (3)5.2 水文地质勘查类型的划分 (3)5.2.1 井工开采 (3)5.2.2 露天煤矿 (3)5.3 各类充水矿床应着重查明的问题 (3)5.3.1 孔隙充水矿床 (4)5.3.2 裂隙充水矿床 (4)5.3.3 岩溶充水矿床 (4)5.3.4 不同充水方式的矿床应着重查明的问题 (4)5.4 勘查工程布置原则及工程量 (4)5.4.1 勘查工程布置原则 (4)5.4.2 水文地质勘查工程量 (5)5.5 水文地质测绘 (5)5.5.1 勘查区一般要求 (5)5.5.2 工作方法 (6)5.5.3 资料整理 (7)5.6 水文地质物探 (8)5.6.1 一般要求 (8)5.6.2 工作方法 (8)5.6.3 资料采集与处理 (8)5.6.4 资料解释 (8)5.7 钻孔简易水文地质观测 (9)5.7.1 一般要求 (9)5.7.2 观测方法 (9)5.7.3 资料整理 (10)5.8 抽水试验 (10)5.8.1 一般要求 (10)5.8.2 稳定流抽水试验 (11)5.8.3 非稳定流抽水试验 (12)I I5.8.4 多孔及群孔抽水试验 (12)5.8.5 资料整理 (13)5.9 动态观测及水样采取 (13)5.9.1 动态观测 (13)5.9.2 水样采取 (14)5.9.3 资料整理 (14)5.10 矿井涌水量预算 (15)5.10.1 一般要求 (15)5.10.2 计算方法及公式 (15)6 工程地质勘查评价 (15)6.1 勘查类型 (15)6.2 基本要求 (16)6.3 工程布置原则 (16)6.4 勘查技术要求 (17)6.4.1 工程地质测绘 (17)6.4.2 工程地质物探 (17)6.4.3 工程地质钻探 (17)6.4.4 钻孔工程地质编录 (18)6.4.5 工程地质测试 (18)6.5 工程地质评价 (18)6.5.1 评价要求 (18)6.5.2 边坡稳定性评价 (19)6.5.3 煤层顶底板及井巷围岩岩体质量评价 (19)7 环境地质调查与评价 (19)7.1 一般要求 (19)7.2 环境地质调查 (19)7.3 环境地质评价 (20)附录A 含水层富水性分级（规范性附录） (22)附录B 结构面分级表（规范性附录） (22)附录C 岩石、岩体质量及岩体优劣分级表（规范性附录） (23)附录D 冒落带导水裂隙带最大高度经验公式表（资料性附录） (24)附录E安全隔水厚度或突水系数计算公式（资料性附录） (25)附录F 岩体结构分类表（资料性附录） (25)附录G 岩体风化程度野外鉴定表（资料性附录） (28)附录H 岩（土）样室内试验项目表（资料性附录） (29)附录I 水文地质勘查基本工程量表（资料性附录） (30)附录J 工程地质勘查工程量表（资料性附录） (32)附录K 河流观测方法及工具制作（资料性附录） (33)附录L 矿井涌水量预算常用方法及公式（资料性附录） (36)III前言本标准是为了适应煤炭资源地质勘查工作的需要，在原煤炭工业部1980年颁发的有关规程基础上，总结20多年执行过程的实践经验，结合当前我国经济发展和技术进步而制定的。
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本文采用实际与智能技术相结合的预报方法，建立井筒破裂的人工神经网络模型，模仿人脑的运行机制，通过对井筒破坏规律的学习，使网络具有根据特征值对井筒破坏进行预报的能力，并据此来推测相关煤矿的井筒破坏规律。
表1兖州矿区井筒破裂的基本情况
Table 1 Basic situation of shaft lining fracture in Yanzhou Coal Mine
1985.1.23
1997.12.2
冻结法
双层井壁
184.45
160,176,212
在未出现严重破裂时进行了治理
11
杨村北风井
1984.10.31
1997.2.4
4.5
5.9
冻结法
双层井壁
173.40
179.6,150,156.6
底含水位降速（米/年）
底含厚度(m)
井壁破裂时间（月）
173.4
5.9
0.7
7.5
65.3
136
138
0.015
根据兖州矿区的工程地质资料和及杨村立井井筒施工资料建立了立井井筒破裂的几何计算模型，采用Flac3D进行数值模拟计算，模型共19008个六面体、21600个结点。数值模拟计算后立井井壁最大z方向应力随底含水头降变化如图2所示，底含失水沉降情况下立井井壁发生破裂时的底含水头降为0.8MPa左右，换算为水头高度等于80m，此时井壁内部的最大应力为30MPa，达到了立井井筒的破裂强度。则立井井筒的破裂时间T为：
2
鲍店主井
1979.5.14
1995.7.12
6.5
8.5
冻结法
双层井壁
148.69
136—144
3
鲍店北风井
1979.10.21
1996.8.2
5.0
6.6
冻结法
双层井壁
202.56
168.4,180,204
4
其训练函数分别采用双曲正切函数tansig及线性激活函数purelin［5］，网络学习采用的输入矢量及目标矢量如表2所示。
网络训练后，其输出值与期望值之及目标误差如表3所示。
表3 BP网络对井筒破坏规律的学习
Table 3 BP network learning of shaft lining fracture regularity
罐道缝压实,罐道,管路压缩弯曲,混凝土表层剥落出现水平裂缝,竖筋弯曲外露
二、 人工神经网络的预报原理
人工神经网络实现井筒破裂的智能预报，是通过机器学习的方法［4］对破裂井筒的特征值进行抽取，并对已知的井筒破裂规律进行学习掌握规律性，然后运用训练好的神经网络对其他井筒进行推理预测，并据此对其他井筒的破裂进行预报（其流程见图1）。
输入矢量p
目标矢量t
目标误差
输出矢量
a
189.31
8.92
1.21
3.764
34.1
192
0.0001
199.5
190.41
10.1
1.3
3.212
30
225
0.0001
222.3
190.41
6.4
0.7
井壁厚度越大，立井井筒的净截面积越大，立井井壁内壁应力降低，有利于立井井筒的稳定。
四、 神经网络的设计与实现
根据以上对影响井筒变形的特征因素的选取，选择反向传播（back propagation, BP）神经网络算法对井筒的破裂规律进行训练，其网络为包含两层隐含层的神经网络，输入层、隐含层、输出层的神经元的个数分别为5、20、10、1，
立井井筒破裂矿区的水文地质与工程地质条件都具有如下的特点：井筒都穿过第四系深厚表土，其厚度大都在200m左右。土层结构复杂，但大体上都可分为四个含水层和三个隔水层共七个工程岩组，即由上至下常简称为一含、一隔、二含、二隔、三含、三隔和底含（四含）。
通过对立井井筒非采动破裂机理及破裂矿区的水文地质与工程地质特点分析选取以下几个因素作为影响立井井筒破裂的特征因素：
3、底含水位降速
底含水位降速决定了立井井筒周围土层变形的速率，从而决定了立井井壁破裂的时间。底含水头降速直接决定了立井井筒破裂时间的大小。
4、井筒外径
由于在确定的工程地质条件下立井井筒外表面积与立井井筒附加力的大小成正比，则确定立井井筒外径大小为立井井筒破裂的主要因素。
5、井壁厚度
1997.6.7
5.0
6.4
冻结法
双层井壁
176.45
157—180
7
兴隆庄主井
1977.8.13
1997.6.23
冻结法
双层井壁
189.31
150,184
在未出现严重破裂时进行了治理
8
兴隆庄副井
1978.9
1997.6.26
29.9
230
148.69
8.5
1
5.196
56.29
194
148.6
10
1
5.262
55.0
187
202.56
6.6
5.053
59.0
190
185.5
6.4
0.7
7.192
57.72
146
关键词：立井井筒 非采动破裂 反向传播网络 神经网络预测 数值模拟
一、 煤矿立井发生破坏问题的提出
徐淮地区是中国东部主要的煤炭开采基地，其煤炭的生产直接影响着我国煤炭的总产量，在国民经济建设中占有重要的地位。然而自20世纪80年代以来，在我国徐淮地区（徐州、淮北、淮南）地区，出现了一种新的矿井破裂灾害——井筒的非采动破裂，即煤矿立井在不受地下采动影响的条件下（井筒及其附近的工业广场都留有足够的保护煤柱），井壁发生严重变形和破裂，致使提升运输困难。90年代以来，在我国特大型煤炭企业兖州矿业集团的9对井筒也先后发生了破坏(有关兖州矿区井筒破裂的基本情况如表1所示)。煤矿竖井是矿山生产运输的咽喉要道，因此竖井的破坏严重影响了矿山生产，给各煤矿造成了巨大的经济损失。
1
5.262
55.0
187
0.0001
185.6
202.56
6.6
0.8
5.053
59.0
190
0.0001
188.9
185.5
6.4
0.7
7.192
57.72
146
0.0001
147.23
表4 神经网络对杨村北风井破裂的预测
Table 4 Neural network forecast to the fracture time of Yangcun north shaft
输入矢量p
目标矢量t
输出矢量
a
误差
表土层厚度(m)
井筒直径(m)
井壁厚度(m)
鲍店南风井
1979.8.1
1996.8.9
冻结法
双层井壁
157.92
158.1—159.3
5
兴隆庄西风井
1976.8
1995.10
5.5
7.4
冻结法
双层井壁
183.9
165.5—171.6
6
兴隆庄东风井
1977.5.31
图 1 神经网络预报机制
Fig. 1 Forecasting mechanism of neural network
三、 立井井筒破裂影响因素的选取
经调查表明立井井壁破裂的主要原因为：在煤矿开采过程中新生界底部第四系含水层（底含）的水头的大幅疏降，使该含水层及上覆土层产生压缩和变形，且引起地表沉降，在地层发生变形的过程中对井壁产生垂直向下的附加力，使得立井井壁发生破裂。
五、 实例应用及与数值模拟结果的比较
兖州矿区杨村煤矿北风井井筒表土段厚173.4m，采用冻结法施工，于1984年竣工，在1997年的检查中发现井壁已发生了破裂，现在用学习后的神经网络对杨村北风井的井筒破裂时间进行预测，预测结果如所表4示。
据上表可以得出有神经网络预报得出的预测值与实际的目标矢量之间的误差仅为0.015，该误差在现场的实际工作中是可以接受的，这说明由BP网来预测竖井的非采动破坏在实际工作中是可行的，且行之有效。
井壁破裂时间（月）
189.31
8.92
1.21
3.764
34.1
192
190.41
10.1
1.3
3.212
30
225
190.41
6.4
0.7
2.988
32.85
241
189.5
7.4
0.95
3.652
Fig.2 Water head variation in bottom aquifer vs. maximum z-directional stress in shaft lining
1、表土层厚度
由于立井井筒非采动破裂只发生在厚冲积层中建成的立井井筒，因此表土层厚度是立井井筒非采动破裂现象发生的必要因素。表土层厚度越大，土层对立井井筒的侧压力越大，且土层与井筒的相互作用的面积增大，底含沉降时产生的立井井筒附加力加大，立井井筒发生破裂的可能性越大。
2、底含厚度
底含厚度决定了立井井筒周围土层的变形量，且土层变形量直接关系到立井井筒附加应力的大小，因此底含厚度越大，井筒破裂的可能性增大，所以确定底含厚度为立井井筒破裂的主要影响因素。