带压开采底板应力场及变形破坏特征试验研究

本文结合朱庄煤矿3629工作面实例,利用数值模拟、相似材料模拟研究方法探讨了带压开采煤层底板及断层处的应力场及变形破坏特征。重点讨论了煤层底板的应力、位移随工作面开采的变化规律,为带压开采突水防治提供理论依据。     

辛置煤矿10409工作面底板破坏特征

根据辛置煤矿底板下三带的现场测试成果,分析了开采煤层底板破坏带厚度、阻水性变化以及破坏带时空特征,提出了评价带压开采的最小临界突水系数,为辛置煤矿带压开采评价提供了符合实际的评价依据,成果可为其它矿井借鉴采用。     

层间岩层厚度对上组煤的影响分析

下组煤的开采直接影响着上组煤及其顶底板的稳定性,层间岩层厚度及岩层垮落特征是能否进行上行开采的关键因素。以山西省吕梁某矿4号煤层与42采区煤层层间岩层为背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,研究层间岩层厚度变化对层间岩层及其垮落特征的影响,以便确定42采区上组煤层开采的可行性。结果表明:当层间岩层厚度为18.2～28.2 m时,42采区煤层位于4号煤层裂隙带,顶底板较完整,可进行上行开采,同时在4号煤层采空区边界上方出现悬空结构,上行开采时应采取底板充填、调斜工作面等措施以避免矿压灾害的发生;当层间岩层厚度为10.2 m时,42采区的煤层位于4号煤层规则垮落带与裂隙带的交界处,42采区煤层及其顶底板遭受严重破坏,不建议开采;当层间岩层厚度为10.2～18.2 m时,42采区煤层处于4号煤层裂隙带,但裂隙较发育,需采取一系列安全技术措施或延长间隔时间,方可进行开采。该研究可为类似条件下的上行开采可行性分析提供理论依据与工程参考。     

葛泉矿下组煤开采防治水技术研究

通过综合分析葛泉矿9#煤带压开采水文地质条件,制定科学合理的带压开采防治水技术路线;将井上下结合的钻探技术、物探技术、化探技术付诸工程实践,形成与带压开采技术相适应的井上下结合的综合探查技术体系;对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层的注浆改造可行性进行分析与论证,研究煤层底板注浆改造的工艺流程及相关技术参数,形成了一整套以煤层底板注浆改造为主体的带压开采综合防治水技术,具有系统完整性和综合性特点。     

蹬空开采顶底板破坏特征及控制技术

针对山西中新甘庄煤业有限责任公司矿井整合后8#煤层蹬空开采会对顶底板围岩造成二次破坏的问题,采用理论分析及数值模拟研究的方法对蹬空开采顶底板破坏特征进行了研究。结果表明:8#煤层蹬空开采垮落带最大高度大于7#、8#煤层最小垂距,底板导水裂隙带深度小于8#、11#煤层垂距.当工作面推进至7#煤柱下方时,矿压显现更严重.并就可能出现的开采安全隐患提出了相应的应对措施.     

带压开采下组煤底板采动破坏深度现场实测及模拟

以团柏煤矿10#煤层10115综采工作面作为工程背景,研究带压开采下组煤10#煤层底板采动破坏深度。通过对开采前后煤层底面下不同深度岩石段开展压水试验,测取不同水压下的进(侵)水量,获得了大量的压水实测数据,同时采用F-RFPA2D分析系统模拟整个采场开挖对底板隔水岩层采动破坏规律及其深度,最后将现场实测数据与数值计算结果进行对比分析。研究表明,煤层开采所引起的底板直接破坏深度为9.5 m,底板采动最大破坏深度为12 m左右;运用F-RFPA2D模拟分析得出,老顶板初次来压步距为40 m,周期来压步距在12~16 m,当工作面推进至84 m时,底板破坏深度达到最大值12 m,该结果与现场测试结果基本吻合,同时验证了实测数据的可靠性和有效性。综合结果分析可知,团柏煤矿10#煤层底板采动破坏最大深度为12 m,该结论可为团柏煤矿带压开采下组煤水害防治提供参考依据和科学指导。     

陈家裕煤矿上行开采技术可行性分析

根据陈家裕煤矿特殊的开采条件,运用理论分析和数值模拟对陈家裕煤矿采用上行煤炭开采技术的可行性进行了分析。研究结果表明:7号煤层和8号煤层进行上行开采的安全开采的间隔距离应大于或等于40 m,可行距离为大于或等于10 m;7号煤层处于8号煤层开采后的裂隙带范围之内,在对7号煤层进行回采时必须采取一定的安全措施。     

龙泉煤矿4号煤层带压开采安全评价及防治水措施

通过对龙泉煤矿4号煤层充水水源、充水通道、底板岩层组合及阻水性能进行分析,对4号煤层底板太灰水和奥灰水突水系数进行了计算。结果表明,4号煤层奥灰水突水系数部分大于0.06 MPa/m,因此并将井田划分为两个块段,Ⅰ区为相对安全区,但也存在发生突水的可能;Ⅱ区为相对危险区,存在突水危险,必须制定专门地带压开采方案。     

软弱风化薄基岩赋存特征及其采动覆岩破坏规律

从矿区软弱风化薄基岩的赋存特征、赋存规律及矿区上覆水体类型和水文地质条件入手进行分析,结合相似材料模型模拟试验,获得了研究区薄基岩下开采覆岩破坏的基本规律及“三带”的发育特征.对薄基岩下采煤厚度3 m时的垮落带及导水裂隙带发育高度进行计算,计算结果分别为11.5m和42 m.根据地质采矿条件利用离散元数值模拟对薄基岩开采上覆岩层矿压运动规律进行了研究,结果表明,基岩较薄条件下,老顶来压断裂步距小,工作面前方支承压力分布范围为12 m,支承压力峰值点在工作面前方4～12m内,小于厚基岩工作面,但工作面矿压显现明显;对不同煤层采厚情况下垮落带的高度与导水裂缝带的发育程度进行确定;为煤层安全开采提供定量判据,为防治水工作提出相应的措施.     

东山煤矿15号煤带压开采评价

东山煤矿１５号煤开采主要受底板奥灰岩溶水威胁。应用突水系数法和判别分析法,对其开采条件进行评价,确定了开采安全区和危险区,为实施带压开采提供了依据。     

某煤矿导水裂隙带发育高度计算

 某煤矿北翼充填采区地层以奥陶系灰岩作为含煤地层基岩,其上覆岩层中第四系孔隙承压强含水层全区发育,研究充填开采后导水裂隙带发育高度对实现安全开采具有重要意义。本文以等效采高为基础,利用理论计算、数值模拟、相似材料模拟3种方法对某煤矿导水裂隙带发育高度进行预测,得出导水裂隙带高度分别为12.72,12.50,14.28 m。结果表明：3 种预测方法相比较具有良好的吻合性,对某矿井的水体下安全开采实际工程实践提供了重要的理论依据。     

浅析炉峪口煤矿矿井充水通道

矿井充水通道是矿井充水的主要条件之一,对煤矿生产影响极大。因此,采掘过程中要引起矿方高度重视,避免突水事故的发生。介绍了炉峪口煤矿8号、9号煤层导水裂隙带情况,阐述了炉峪口煤矿存在的断层、岩溶陷落柱等地质构造可能造成的矿井充水问题,并提出了预防措施。     

矿井充水因素分析及水害防治措施

通过对庄旺煤矿矿井充水因素分析,得出结论:该矿充水水源包括地表水、2号煤层上覆砂岩裂隙含水层、采空区积水、奥灰水等4个方面;矿井充水通道包括导水断层、岩层裂隙、采空导水裂隙带、封闭不良的钻孔等4个方面;本井田主要水害是来自矿井采空区积水、古空区积水和周边矿井采空区积水。基于以上结论,采取了相应的矿井水害防治措施。     

对开采受承压水威胁的太原西峪煤矿9号煤层的研究

西峪煤矿9号煤层绝大部分受奥灰承压水的威胁。用隔水系数法，对受承压水的威胁的9号煤层的安全区、危险区、临界区进行了确定，目的是为西峪煤矿的安全生产提供宝贵的第一手资料。     

瞬变电磁法在探测煤层顶底板砂岩水中的应用

长期以来,煤矿水害给国家和人民带来的经济损失和人身伤亡极为惨重,严重威胁着煤矿的安全生产,许多矿井在实际建井生产中发现水文地质条件较复杂,井下发生多次在巷道掘进中冒顶突水事故,给井下施工带来很大困难。因此在煤矿开采前需探明煤层顶底板砂岩的富含水性。本文以潞安常村煤矿电法勘探为例介绍了如何利用瞬变电磁法探测煤层顶底板砂岩水,并且在资料解释处理过程中采用了特殊处理方法,该方法已在晋城、朔州、潞安各矿等多个矿区进行了运用,部分资料成果在煤矿生产过程中已得到验证,准确率相对较高,充分说明了瞬变电磁法在探测煤层顶底板水方面起到的重要作用。     

矿井充水因素分析

对沛城煤矿矿井充水因素分析得出结论:水源与通道的自然组合即构成充水因素:其中,奥灰岩溶水通过岩溶陷落柱与断层带是矿山重大水害的主要充水因素,顶板砂岩水与破碎带和构造裂隙的组合是煤层回采过程中的充水因素,人为采掘活动也是矿井充水因素的重要方面。指出合理留设防水煤柱超前探放水,执行预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则能有效地控制和防止水害。     

公乌素地区16号煤层注水渗透系数的实验研究

通过实验的方法对公乌素地区16号煤层煤样注水渗透系数进行测定。研究表明,其渗透系数随体积应力的增加呈负指数规律衰减,随孔隙水压力的增加呈正指数规律增加,随开采深度的增加逐渐减小。研究结果对该地区16号煤层的注水、瓦斯抽放等工程实践具有一定的意义。     

山西方山汇丰新星煤业矿井充水因素及水文地质条件划分

矿井水患是矿井五大安全隐患之一。为促进矿井水的防治工作,在整理矿井多年地质勘探、开采和观察的水文地质资料的基础上,利用矿井水患形成的规律及成果,指出山西方山汇丰新星煤业有限公司煤矿充水的主要因素为老窑及自采采空区积水,并根据《煤矿防治水规定》,对该矿井开采水文地质条件进行划分。     

采场底板"四带"划分理论在底板突水评价中的应用

基于断裂力学理论、矿山压力控制理论和开采煤层底板“四带”划分理论,推导了煤矿工作面底板破坏深度计算公式,应用突水系数法,评价了新汶矿业集团良庄煤矿51302工作面底板突水的可能性,结果表明该工作面开采13煤层产生底板突水的可能性很大。