急倾斜煤层采空区结构特征GPR探测

急倾斜煤岩体结构和地质缺陷具有隐蔽性。历史性无序开采形成的采空区分布的不规则性严重影响安全开采。以神新小红沟煤矿急倾斜煤层开采区域空区分布规律预测与参数确定为目标。通过理论分析、GPR地面与地下立体联合探测,分析了+522水平B3和B6开采扰动范围内采空区结构特征。+522水平距五一煤矿巷道垂直距离约为35.0～35.5 m.B3巷1 214～1 232m范围内空区覆岩破坏严重,多处出现破碎区。空区下部近似椭圆,上部似半椭球体结构,且空区已联通。1 232～1 250 m范围空区及覆岩破坏严重,局部区域积水量大,为现场开采设计与灾害防治提供科学依据。     

乌东煤矿45~#急倾斜煤层采空区与水患探测分析

神新公司乌东煤矿急倾斜特厚煤层已进入深部开采水平。历史性无序开采形成的采空区分布的不规则性与水患严重影响深部安全开采。以乌东煤矿+600水平东冀45#急倾斜煤层工作面附近历史性采空区与水患探测为目标。通过现场调查,基于雷达探测,分析了采空区与水患情况,为现场安全开采提供科学依据。     

白坪滑动构造井田的水文地质分析与水害防治

针对白坪井田滑动构造发育特征,分析了白坪井田地质及水文地质特征,主要为采空区内走向和倾向上的向斜储水构造,对于准确分析预测上部采空区积水区分布、水力联系、充水通道预测,为解放资源储量、制定针对性防治水措施,指导安全生产具有现实意义。     

大采空区覆岩破坏高度测控试验分析

确定采空区上覆岩层破坏高度,对"三下"煤层安全、高效开采具有重要意义。利用彩色钻孔电视系统对覆岩破坏高度、现场钻孔冲洗液漏失量和钻孔水位变化等进行观测与分析,摸清煤层开采后大采空区上覆岩层内垮落带和导水裂缝带的发育高度及其分布形态和特点。这对安全、高效开采和大采空区围岩稳定性有效控制和定量化预测预报提供依据。     

大采空区覆岩破坏高度测控试验分析

确定采空区上覆岩层破坏高度，对“三下”煤层安全、高效开采具有重要意义。利用彩色钻孔电视系统对覆岩破坏高度、现场钻孔冲洗液漏失量和钻孔水位变化等进行观测与分析，摸清煤层开采后大采空区上覆岩层内垮落带和导水裂缝带的发育高度及其分布形态和特点。这对安全、高效开采和大采空区围岩稳定性有效控制和定量化预测预报提供依据。     

巷道地震波法在金属矿山采空区探测中的应用

采空区是金属矿山作业施工面临的主要灾害风险源之一,准确探明采空区的分布特征是保障矿山安全开采的重要支撑。为探明隶属于鞍钢集团的弓长岭铁矿和眼前山铁矿作业巷道前方的采空区分布情况,采用巷道地震波法(Seismic Ahead-prospecting , SAP)进行远距离探测。通过对震动信号反射波的提取与偏移成像处理,获取了巷道前方120 m范围内的采空区分布情况,揭示了弓长岭铁矿盲斜井54 m深度巷道前方存在的椭球形民采空区和眼前山铁矿中茨采区22-30 m深度主斜坡道前方存在的矿压致采空区探测结果,为作业提供安全支撑。在此基础上,针对弓长岭铁矿巷道非平整边墙,进行了巷道地震波数值模拟与分析,揭示了非平整边墙产生散射波场对探测结果的影响特征,进一步优化采空区探测结果解译。     

龙桥铁矿复杂采空区的探测及处理方案

安徽省庐江县龙桥铁矿-320 m水平采空区,发生局部塌落导致现有采空区形态不详,为保证下部矿体正常安全开采,在地表不允许塌落的情况下,采用留设隔离矿柱的方案来隔离上部采空区.在钻孔探测确定采空区形态的基础上,应用FLAC3D程序建立三维数字模型,分析了留设不同厚度隔离层对整个采空区应力分布的影响及自身稳定程度.结果表明:留设25 m厚的水平隔离矿柱可以有效地分担地压分布情况,能够保证下部矿体安全开采.     

复杂环境下急倾斜特厚煤层安全开采

采用理论分析、数值计算等综合方法,研究了苇湖梁煤矿+579E2EB1+2急倾斜煤层(64°)高阶段(54m)综放面开采中出现的采空区顶板坍塌与气体超限的问题.现场开采试验表明,采取快速推进、控制均匀放煤、优化通风系统及主动综合防瓦斯等有效措施,遏制动力学灾害并确保安全开采.     

长壁开采煤柱支承压力及塑性区分布规律

为了研究长壁开采采面面间煤柱支承压力与塑性区分布规律,采用理论推导、数值模拟、现场监测的方法,通过考虑采空区上覆岩土体自重荷载作用下煤岩体的成拱效应,推导了临近采空区侧煤柱顶部支承压力计算式,基于所得支承压力对煤柱进行弹塑性分析,建立临界状态下煤柱弹塑性微分方程并求解,给出了煤柱塑性区计算式.根据玉华煤矿2410工作面工程地质条件,采用ANSYS对不同采深(500～600 m)与采空区宽度(160～280 m)的煤柱塑性区分布规律进行模拟研究,将数值模拟与理论所揭示的规律进行对比,研究理论适应范围;为验证理论的可靠性,进一步对玉华煤矿2410工作面回风巷道煤柱塑性区进行监测,并将监测结果与理论计算结果对比.结果表明:数值模拟揭示的煤柱塑性区分布规律与理论反映出的规律一致,同时发现在大采宽条件下计算出的煤柱最大塑性区宽度与模拟结果吻合度较高.现场监测结果进一步验证了计算理论的可靠性.研究结果给出了大采宽下长壁开采时综采工作面面间煤柱顶部支承压力分布以及最大塑性区宽度计算式,可为煤柱设计提供依据.     

急斜厚煤层综放面应力分布与演化规律

急斜厚煤层综放面支承压力分布范围确定是安全开采主要指标之一。以碱沟矿顶煤超前预裂为背景,基于开采技术条件与危险源辨识,建立了三维有限差分数值(FLAC3D)模型,分析并揭示了弱化前后2巷中不同位置沿走向超前支承压力分布规律。超前预裂顶煤前后,进-回风巷自底板起1.6m处压力均大于3.2m处,顶煤爆破预裂前两巷超前支承压力值较预裂后大,进-回风巷支承压力变化趋势迥异。现场监测表明:支承压力在0～10.0m内变化剧烈,10.0～50.0m范围内煤体支承压力保持平稳,为安全开采提供了定量依据。