榆神矿区曹家滩井田首采工作面涌水量预测

陕北侏罗纪煤田榆神矿区内煤炭资源丰富,但区内矿井普遍受到顶板水害影响。为了准确预测榆神矿区内矿井工作面涌水量,以曹家滩井田122106首采工作面为例,首先分析其导水裂隙带发育高度,判断其2~(-2)号煤回采后上覆含水层的波及情况,而后确定工作面顶板的主要充水含水层,再采用5种方法进行涌水量预测,最后进行对比分析确定涌水量预测值。结果表明:采用裂采比27倍作为导水裂隙带发育高度计算参考,工作面2~(-2)号煤回采高度6 m,导水裂隙带发育高度为162 m,波及上覆主要含水层为侏罗系延安组含水层和直罗组含水层,部分区域波及的风化基岩含水层。采用的5种方法计算工作面正常涌水量分别为404、570、617、464、589 m~3/h;最大涌水量取正常涌水量的1.2倍系数进行计算。通过对比分析各方法的适用条件,确定比拟法的计算值最能够接近矿井生产实际,即曹家滩井田122106首采工作面正常涌水量为464 m~3/h,最大涌水量为557 m~3/h。     

董家河煤矿22518综采工作面瓦斯防治技术与效果检验

针对开采石炭二叠纪煤层董家河煤矿22518综采工作面,随着采区延伸出现瓦斯异常的实际情况,设计在巷道掘进期间采用超前钻孔瓦斯排放、本煤层顺层钻孔瓦斯抽采、高位钻孔卸压瓦斯抽采、采空区埋管抽采等综合防治措施。结果表明:该套防治措施使该区域煤层瓦斯含量从4~8 m3/t降为2.346~3.654 m3/t;掘进巷道内瓦斯浓度稳定在0.1%~0.3%之间;回采期间上隅角瓦斯浓度稳定在为0.28%~0.46%之间;回风巷瓦斯浓度稳定在0.10%~0.21%,且再未出现瓦斯超限事故,效果显著,保证了该煤层巷道的安全掘进与安全回采。     

高位钻场顶板走向钻孔抽放瓦斯技术在月亮田矿的应用

月亮田矿13617工作面6#煤层属该区段的首采层,瓦斯含量高、压力大,具有突出危险性。为了确保安全回采,实现工作面稳产高产,采用高位钻场顶板走向钻孔抽放瓦斯;为提高钻孔有效长度,达到最佳抽放效果,对高位钻场及顶板走向钻孔技术参数进行优化与确定。     

采场超前支承压力分布规律与巷道稳定性

采场超前支承压力的分布情况直接影响巷道稳定性。根据双鸭山矿业集团公司新安煤矿六采区综三工作面概况,采用顶板相对位移观测、锚杆锚索受力观测、单体液压支柱工作阻力观测相结合的方法,研究了综三工作面超前支承压力分布规律与回采巷道稳定性。结果表明:工作面超前移动支承压力影响范围为工作面前方35 m,峰值点位于工作面前方20～25 m处;在锚杆、锚索联合支护的条件下,上下回采巷道均处于相对稳定状态。该结果为类似条件下确定工作面合理超前支护范围和分析回采巷道稳定性提供了依据。     

基于支架载荷的冲击危险性分析及防治研究

针对某矿主采3煤层地质条件复杂易引发冲击危险的问题,结合3煤层及顶板的弱冲击倾向性,综合分析顶板岩层结构,建立老顶初次来压的力学模型,定性分析冲击危险性:老顶运动产生的垂直向下的冲击载荷为916 k N/m,对采场支架及巷道载荷较明显。着重针对两个冲击危险区域进行钻屑法及电磁辐射法监测,证实工作面过断层及正常回采时均存在冲击危险,并采取卸压措施。实践表明:采取深孔爆破卸压措施后,煤粉量明显降低,聚集的弹性能得到释放,动载系数变小,大大减小了冲击危险,保证了安全生产。     

综放工作面瓦斯综合治理技术探讨

8102综放工作面是涡北煤矿的首采工作面,瓦斯涌出量达6.1 m3/min,回风流瓦斯浓度在0.61%,上隅角瓦斯浓度达2.42%以上,严重制约了矿井的安全生产.通过瓦斯综合治理,将工作面风量提高到1 300 m3/min,实施高位钻孔瓦斯抽放和上隅角埋站管瓦斯抽放,回风瓦斯浓度降低至0.22%,上隅角瓦斯浓度降低至0.38%;同时,通过钻孔将钻场连接进行钻场空间瓦斯抽放,钻场内瓦斯浓度由3.5%下降至0.26%,解决了综采放顶煤8102工作面瓦斯涌出对回采安全的影响,有效保证了安全生产,为涡北煤矿及相邻矿井瓦斯综合治理提供参考.     

高位钻场瓦斯抽采技术在高瓦斯复杂煤层回采中的应用研究

通过对李雅庄矿多个回采工作面瓦斯来源的现场测试及理论分析,得出采场围岩瓦斯涌出是导致该矿回采工作面高瓦斯的主要来源,其涌出量占到总涌出量的60%以上。针对该矿煤层顶、底板多为沙质泥岩,其孔隙、裂隙相当发育的特点。提出了高瓦斯复杂煤层回采工作面瓦斯治理新思路。即:采取了在本煤层和邻近层瓦斯抽采技术与顶板钻孔和高位钻场底板高位裂隙钻孔的瓦斯联合抽采方式,并确定了瓦斯抽采的基本参数。从该矿2-602工作面采用高位钻场14个月的瓦斯抽采效果来看,抽采率达到了60.87%,有效地降低了工作面的瓦斯涌出量,为安全高效开采高瓦斯复杂煤层提供了技术保障。     

覆岩采动卸压瓦斯高位钻孔抽采技术

为解决工作面隅角瓦斯超限难题,提出了在外错高抽巷内布置高位钻孔抽采工作面覆岩采动卸压瓦斯方法。针对李雅庄煤矿2-603工作面开采技术条件,建立了高位钻孔围岩结构力学模型,采用理论分析、数值模拟分析及现场实测分析等方法,确定了外错高抽巷内高位钻孔终孔合理位置。首先,覆岩采动裂隙主要分布在上山采动角62°以内,下山采动角65°以内,距离煤层底板13~25 m和38.6~50 m等2个区域,高位钻孔终孔应布置于第二区域内。其次,高位钻孔终孔位于2煤顶板44 m处,采空区内投影长度不小于28 m时,钻孔抽采瓦斯浓度高,且持续抽采时间长。最后,工程应用效果表明,2-603工作面上隅角瓦斯浓度生产班、检修班分别为0.50%~0.95%,0.47%~0.89%,避免了隅角瓦斯超限,保障了工作面安全高效回采。     

宁正煤田侏罗系煤层顶板富水性及涌(突)水风险评价

为研究宁正煤田侏罗系煤层顶板含水层的富水性,运用主客观因素综合赋权的方法,选取含水层厚度、粗砂岩含量、冲洗液消耗量、岩芯采取率、砂泥岩互层数、泥岩含量作为富水性评价的指标,对8煤层的顶板富水性进行分析。结果表明：利用模糊层次分析法-熵权法综合赋权得到各项指标的综合权重,结合逼近理想解排序法的基本原理建立了煤层顶板富水性评价模型,南部地区涌水量约为0.2L/S,中部和北部涌水量约为0.27L/S,西北部涌水量约为0.36L/S,西南部涌水量约为0.43L/S,在煤田内涌水量最大。并通过已知涌水点的分布,对所建立的评价模型进行检验,验证了该模型的准确性。宁正煤田8煤层顶板富水性在西部和东部部分地区N703、N109钻孔周边的富水性最强,在南部补406、补601周边的富水性最弱。     

矿井三维电法对封闭不良钻孔的探测

封闭不良钻孔是影响矿区安全生产的重要隐患之一,不良钻孔具有导通工作面顶板上含水层,增强顶板砂岩的富水性.针对这一问题,将直流电法电极顶入工作面顶板上,采用分站式进行数据采集工作.数据采集完成后,经过数据预处理和无穷远校正及巷道校正、剔除旁侧干扰等处理,将二维电阻率格式转换成三维电阻率格式,使用圆滑最小二乘法对数据进行反演,将反演完成后的数据导入三维可视化成图,圈定钻孔附近岩层富水区,为矿井水防治工作者提供决策.经工程验证后,说明该方法具有很强实用价值及推广价值.     

旧街矿近距离煤层采空区下工作面掘进巷道支护研究

旧街煤矿8、9煤层为近距离煤层,9101工作面位于上部8煤层工作面采空区下,煤层层间距仅为0.3~3 m,上煤层开采造成开采范围内的层间岩层(上煤层顶板,也是下煤层的顶板)变形破坏、裂隙发育,自稳性和完整性损失严重,下煤层工作面巷道顶板锚网支护无法起到应有作用,部分区域顶板甚至无法实施锚杆支护。该文根据近距离煤层9101工作面实际地质和开采条件,选取"架棚和帮部锚网"联合支护作为采空区下掘进巷道支护方式,并确定了支护参数,通过现场实施和优化,保证了掘进巷道的良好支护,巷道得以正常掘进。     

高位钻场煤层注水防尘技术

针对松软、低透气性、底板起伏大煤层注水防尘效果差的问题,提出了高位钻场煤层注水防尘技术方案.根据11 071工作面煤层实际特点,确定了合理的钻场间距.每个钻场设计了20个钻孔,分为主要钻孔和辅助钻孔,其中主要钻孔湿润工作面前方大部分煤体,辅助钻孔主要湿润高位钻场周围煤体.此外,根据理论分析、计算及实践经验,确定了钻孔技术参数和注水工艺参数.通过分析现场测定注水前后粉尘浓度的数据表明:实施高位钻场煤层注水技术后,工作面各工序产生的粉尘量大幅降低,工作面及平巷的劳动环境显著改善.该成果对松软低透煤层注水防尘具有一定的参考价值和指导意义.     

7～9m急倾斜厚煤层Z型通风工作面的矿压显现规律

根据长沟峪煤矿煤层地质条件,结合7~9 m急倾斜厚煤层Z型通风工作面整体悬移组合支架的工作阻力变化特点,对开采块段顶板压力变化情况进行现场观测与数值模拟分析。结果表明:Z型通风工作面运输巷道和回风巷道的超前加强支护范围为距离工作面12 m范围;回风巷道应力集中区域为工作面上方6 m范围;合理的区段放煤高度为14 m。现场观测与数值模拟结果相符,为同类煤层顶底板移动规律及开采方法研究提供了依据。     

综放工作面初采期煤与瓦斯共采试验研究

回采工作面初采期间瓦斯涌出异常,通常被称为困难时期。文中以余吾煤业N2105工作面为例,理论分析了工作面煤与瓦斯共采机理,采用数值模拟的手段,用走向模型分析初采期覆岩中裂隙演化规律,倾向模型判断覆岩卸压稳定后采动裂隙发育区分布。研究得出,初采期间,伴随顶板来压现象,覆岩采动裂隙逐步向高层位发育,采空区内冒落岩层被压实时,裂隙发育达到最高层位;距采空区上端头0~50m范围和煤层顶板上方30~50m范围空间交汇处,形成高浓度瓦斯富集区。工程试验表明,N2105工作面初采期间,覆岩采动裂隙逐渐发育,推进距达100~120m之间时,50#高位钻场瓦斯抽采量稳定在最高水平10m3/min,采动裂隙发育达到最高层位,并提出了高瓦斯工作面初采期定义,认为采空区内压实区形成时初采困难期结束。     

瞬变电磁法在矿井水害超前探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁超前探测技术的原理与方法，并以凤凰山矿9#煤层瞬变电磁探测为例，分析了瞬变电磁法在探测巷道前方及煤层顶板富水区中的应用。通过井下探放水钻孔及实际揭露资料验证，该方法探测采掘工作面前方及顶板富水位置和范围是非常有效的物探方法之一，能为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

基于松动圈理论的充填体下巷道顶板安全厚度和支护方式

 为安全高效回采冬瓜山铜矿盘区隔离矿柱,在充分利用矿山已有巷道工程的前提下,仍需在盘区采场充填体下开挖新的出矿巷道.基于松动圈理论,利用单孔声波检测仪测量巷道围岩松动圈范围,为确定充填体下开挖巷道的顶板安全厚度、选择巷道支护方式提供依据.现场测试表明,冬瓜山铜矿-760和-790m巷道的围岩松动圈为0.8~1.3m.根据圣维南局部效应原理,结合工程技术人员的实际经验,最终确定采场充填体下新开挖出矿巷道的顶板安全厚度为4m.此外,通过松动圈测定和工程借鉴,确定新开挖巷道支护采用喷锚支护,局部破碎地方采用喷锚网联合支护,经理论计算和现场实测,总结出新开挖出矿巷道顶板锚杆长度选取2.2m、锚杆网度选取1.0m×1.0m时,能够安全经济地控制巷道松动圈.     

复杂条件下综采工作面安全高效开采技术研究

针对钱营孜煤矿32煤煤层赋存结构复杂、顶板为富水软厚泥岩、断层及褶曲构造带较多等复杂工程地质条件,在分析部署安全高效工作面难点的基础上,提出钱营孜煤矿"一矿一面唯一型"安全高效开采模式,确定3213工作面为超长(287 m)大推进度(3 354 m)工作面并采用安全高效、可靠性较高的大功率综采工艺,制定包括超长工作面矿压规律研究、大推进度回采巷道围岩稳定控制和瓦斯治理以及安全辅助运输保障在内的安全高效开采保障技术体系,取得了良好的效果:提高了工作面生产效率及回采率,新增大量产值,给企业和社会带来了巨大的经济和社会效益。     

顶板砂岩富水性的矿井瞬变电磁法探测

介绍了矿井瞬变电磁法探测技术的原理与方法，并以山东裕隆集团唐阳煤矿631综放工作面瞬变电磁法探测为例，分析了矿井瞬变电磁法在探测工作面顶板富水性中的应用。通过井下探放水钻孔及实际揭露资料验证，该方法探测工作面顶板富水位置和范围是非常有效的物探方法之一，能为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

大佛寺煤矿顶板涌水规律及影响因素

洛河组是大佛寺煤矿煤层开采的主要充水含水层,但在不同区域内的涌水强度存在巨大差异。文中在统计分析不同区域工作面涌水资料的基础上,总结了顶板涌水的规律,并分析了涌水与采厚采宽等生产因素以及含(隔)水层、煤与含水层间距、地质构造等地质因素之间的关系,找出了影响不同区域顶板涌水的关键因素。区内洛河组含水层富水性弱-中等,其厚度决定了该层的整体富水性,是工作面涌水的基本条件,煤层采厚及煤与含水层间距直接影响导水裂隙带在洛河组含水层中的延伸范围,对工作面涌水强度影响很大。通过分析砂泥岩比、结构系数对砂泥岩互层型隔水层隔水性的影响以及区域构造在顶板涌水中的作用,认为隔水层岩性变化减小了有效隔水厚度,而结构的复杂程度对采后导水裂隙发育具有明显影响,地质构造更是从充水水源和导水通道这两方面促进了中厚煤层开采时顶板涌水的发生。研究认为洛河组富水性、开采强度及煤与含水层间距是影响区内4煤层开采过程中顶板涌水的主要因素,隔水层岩性及结构变化、区域构造则在4上煤开采涌水过程中发挥重要作用。     

极近距离下煤层开采合理停采线位置及支护方式确定

本文通过对同煤集团四老沟矿极近距离煤层下煤层回采工作面停采线合理位置的研究，对停采线附近层间距为0．8～2．0m下煤层巷道及工作面采用联合支护方式，成功的维护住了工作面及巷道顶板，达到了预期的支护效果，保证了撤面期间的安全。这对极近、近距离煤层下煤层综采工作面停采线位置的确定和提高煤炭采出率具有一定的借鉴应用和参考价值。