采煤工作面底板突水机理研究及注浆堵水技术应用

金鼎煤业二1煤层开挖后引起应力重新分布使底板岩体应力环境进一步恶化,加剧了底板原有裂隙和结构面的扩展、错动、贯通,甚至产生新裂隙。当这些原生结构面和新裂隙与下伏高压含水层沟通形成导水通道时便导致矿井突水,利用先进注浆堵水技术仅用205天便成功堵水,堵水率100%。     

赵固二矿11050工作面底板注浆改造和断层注浆加固技术

底板注浆加固技术是一种充填煤层底板岩层裂隙、改变煤层底板含水层为隔水层、增加底板隔水层厚度的防治水措施。焦煤集团赵固二矿根据11050工作面的工程概况,为了降低安全隐患,工作面采用底板注浆改造和断层注浆加固措施对工作面加以控制和防范。底板注浆改造和断层注浆加固后二次物探探明,11050工作面切眼以外500m的低阻区变成高阻区,底板形成一个整体,为11050工作面安全回采创造了有利的条件。     

微震监测在煤岩层突水预测的应用研究

矿井煤岩动力灾害预测的一种重要手段是微震信号的监测,微震信号具有频带宽、谱成分丰富等特性。在微震监测中亟待解决的问题是获取和识别微震异常信号的频率特征及发生区域,微震监测技术在煤层底板突水预测中的应用,关键技术是根据破裂的分布范围及其密度,结合岩层的性质,以确定导水裂隙带的高度和形状。文中论述了微震定位和监测的原理,分析了影响微震监测精度的主要因素,对各种因素的产生机理及解决方法进行了论述。通过分析煤层底板断裂引起的突水,提出了将微震信号监测技术应用于矿井煤层底板突水的应用方法。     

非完全充填裂隙的应力应变特性研究

非完全充填裂隙的应力应变关系对工程的稳定性具有重要影响。本文通过对不同尺寸、不同密度比例的水泥和砂浆的充填介质的实验,从理论分析、实验模拟、数据分析3个方面讨论了非完全充填裂隙的应力应变特性。研究表明:充填裂隙的应力应变与充填介质的尺寸、密度比例有着重要的关系。断裂前,裂隙宽度相同时,充填裂隙所能承受的最大应力随着充填介质泥沙密度比例的减小而减小;充填介质密度比例相同时,随着裂隙宽度的增加,充填裂隙所能承受的最大应力逐渐减小。     

荥巩矿区煤矿防治水工作体系研究

<正>一、矿区水文地质条件荥巩矿区地处河南省郑州市荥阳、新密、巩义及新郑等县市,现有矿井主采太原组一1煤,水文地质类型多为复杂、极复杂型,主要含水层是一1煤层顶板的L1～3灰岩含水层和一1煤层底板的奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层,隔水层是一1煤层底板的本溪组铝土泥岩。煤层顶板为石炭系太原组L1～2灰岩,岩溶裂隙较发育,富     

三软煤层掘进支护综合分析

三软煤层具体是指在开采煤矿的过程中,遇到的底板岩层、顶板岩层以及主采煤层都比较软的煤层。这种类型的煤层结构较为复杂,在发育的过程中产生很多裂隙,并且由于煤层的底板和顶板都是软弱岩层,相应地会产生一定的安全影响因素,其中主要是顶板安全,这也是对煤层掘进产生重要影响的因素。我们要有效预防煤层片帮和掉顶事故,就必须采用先进的掘进技术和支护技术,提高支护整体质量。本文将就三软煤层的掘进支护技术展开探讨。     

MAB封堵剂在煤矿防灭火中的应用

传统防灭火粘土浆注浆对受矿压影响,底板、煤壁破坏严重区域防灭火效果差,加入MAB封堵剂后,粘土浆"软固体状",具有致密性、成膜性,和极强的挂壁性,对煤壁及其裂隙具有粘附、填充的作用,实现堵漏和防灭火的双重效果,经济效益非常可观。同时还可推广应用到裂隙堵水工程。     

贯通裂隙岩体单轴压缩强度与能量演化机制研究

【目的】研究贯通裂隙岩体的力学特征以及能量演化机制。【方法】预制完整岩体、0°、15°、30°、45°、60°倾角的裂隙岩体，采用试验设备微机控制电液伺服压力试验机（YAW6202）与PCI-Ⅱ声发射试验仪对单轴加载条件下岩石强度与能量演化规律进行分析。【结果】贯通裂隙破坏了岩石材料的完整性和均匀性，随着裂隙倾角角度上升，试件单轴压缩的破坏由上下拉压岩石破坏转为随着预制结构面破坏；不同裂隙倾角试件的单轴抗压强度与弹性模量均出现劣化；试件在单轴压缩荷载下的应力应变曲线与声发射振铃计数变化情况较吻合，振铃计数可反映岩体内部的裂隙出现、发展直至岩石破坏失稳的过程。【结论】可为裂隙岩体的劣化性质研究提供参考。     

XX保护层工作面底板岩溶水突水危险性评价

宝雨山煤矿XX保护层(一7煤)工作面受煤层底板寒灰岩溶承压水、断层水等水害影响,因此,对工作面底板进行了瞬变电磁勘探、水文钻探、放水试验和超前探放水工作。基于这些水文地质补勘资料并结合区域水文地质资料,全面分析工作面地质和水文地质条件,综合评价煤层底板岩溶承压水对安全生产的威胁,制定安全开采的防治水技术措施。     

金鼎煤矿突水机理分析

通过对井田水文地质特征,地下水的补给、径流、排泄条件,矿井充水水源及突水资料的整理分析,查清矿井发生突水的突水水源与导水通道,确定矿井发生突水的动力条件及突水机理,为矿井堵水提供科学的理论依据。     

平煤六矿北二软岩巷道底鼓控制技术研究

根据平煤六矿北二中央变电所破坏变形的实际情况,分析其底鼓主要原因是地应力较大和巷道围岩破碎。因此制定壁后注浆加组合锚索治理方案,加固巷道的围岩和控制围岩内部的地应力。运用FLAC3D对原支护形式和治理方案进行数值模拟计算,从模拟结果可以看出,此治理方案能极大地减小底板岩层的塑性区域,并将垂直和水平应力分别控制在巷道的两帮和顶底板处,减弱了底板岩层的作用应力。通过现场观测数据表明,此方案能够较好的控制中央变电所的底鼓,为深部矿井高地应力软岩巷道的底鼓治理提供了参考依据。     

预应力混凝土箱型梁施工过程应力场数值模拟

为研究混凝土箱型梁施工过程中的水泥水化放热问题,以秦沈客运专线某箱型梁为原型,应用ABAQUS有限元软件建立三维计算模型,对应力场计算结果进行分析。研究发现,在箱梁早期凝结硬化过程中,水泥水化反应使得箱梁整体发生膨胀,产生温度应力,且底板、腹板、顶板处的温度应力变化规律大致相同,均在12~24 h内到达峰值;但各部位应力的大小不同,应力较大位置分别位于腹板与底板、腹板与顶板的交汇处,最大温度应力0.50 MPa,没有超过规定的抗拉强度,符合工程实际情况。     

高应力回采巷道底鼓防治技术研究

以311307工作面为研究对象,分析了巷道发生底鼓的机理,并采用FLAC3D模拟巷道底板采用卸压槽及注浆锚杆后底板应力、位移及塑性区情况。根据模拟结果可知,采用联合措施后底板最大底鼓量为105mm。此外,分别设计了卸压槽及注浆锚杆参数,通过监测底鼓量对治理效果进行检验。根据监测结果可知,联合治理措施取得了良好效果。     

岩石破坏机理与岩石强度准则新探

岩石内部存在一个宏观的和微观的螯隙系统，岩体的一切力学特性几乎都与这个裂隙系统有关，当然岩体的破坏机理与强度准刚也不例外。本文根据作者对各种形状裂隙所作的应力分析和模型试验研究所得结论，阐明岩石在常温下出现脆性破坏和延性破坏性特的各自应力条件。同时作者还探索建议一种能同时适用于该破坏机理的通用岩石强度准则。     

基于数字岩石物理技术的裂隙方向对地震波速度影响规律研究

【目的】研究裂隙方向对地震波传播速度的影响。【方法】基于数字岩石物理技术，建立含裂隙数字岩心，并变化裂隙方向，计算纵、横波速度；研究裂隙为水饱和与干燥时数字岩心的纵、横波速度与裂隙方向之间的关系。【结果】数值模拟研究发现，即使裂隙含量较小的情况下，裂隙方向的变化对地震波的传播速度具有较大的影响。【结论】研究成果对裂隙发育区的地震资料解释具有重要指导意义。     

基于ANSYS的泵房底板跳仓法温控仿真技术研究

【目的】合理制定泵房底板温控施工方案，避免混凝土施工最大拉应力破坏，提高泵房底板温控施工科学性。【方法】利用ANSYS有限元分析软件，通过“单元生死”技术实现对跳仓法混凝土温控施工的仿真模拟。【结果】对实例工程进行仿真分析，该温控方案满足温控防裂需求，混凝土各块浇筑的最大温度应力均出现在混凝土的上部边角处。【结论】利用ANSYS可实现对泵房底板跳仓法施工温控方案的仿真模拟，判断温控方案是否满足混凝土温控防裂要求。仿真还可确定温度应力最大区域，在混凝土施工过程中要注意对该部位的混凝土保温养护。     

裂隙膨胀土边坡降雨渗流方法研究

针对降雨过程中裂隙对膨胀土边坡内部渗流的影响问题,尝试在前人研究的基础上,提出将边坡由表面向深部依次划分为两个亚层:裂隙影响层和原始层,来反映裂隙状态下边坡的工作状态的简化方法.通过现场与室内试验相结合来确定各亚层非饱和土体参数,并对各亚层的深度进行了研究确定,然后根据前人所进行的膨胀土边坡现场降雨试验实例,采用MIDAS/GTS有限元分析软件,对降雨过程中边坡内部孔隙水压力的分布规律进行模拟分析.结果显示提出方法得出的孔隙水压力与现场实测结果基本一致,并且能够反映裂隙膨胀土边坡相对于无裂隙边坡渗流速度快,在两亚层接触区域存在滞水现象等特点.     

常村煤矿掘进工作面底板滞后突水成因分析与治理

<正>一、工程实例2008年1月19日仍处于基建阶段的常村煤矿11采区轨道上山施工时掘进头后10m发生滞后突水,突水很快将风井区及主副井区淹没,实测最大涌水量为2479m3/h。同年1月26日堵水工程开工,至同年4月22日工程完工先后施工了注1、注2孔,共完成进尺1005.13m,累注水泥10486t、骨料825m3、TJJ50t,突水点及导水通道得以彻底封堵。二、地质概况1.地层。常村煤矿位于偃龙煤田中部,属华北型地层,主采山西组二1煤。地层由老到新依次为奥陶系、石炭系、二叠系、第三系、第四系。     

非贯通裂隙混凝土损伤特性试验研究

为了探究不同裂隙倾角、连通率对混凝土力学行为及微观损伤特性的影响,采用岩石力学及声发射配套系统,对17组相同配合比、不同裂隙倾角和连通率的混凝土进行了单轴压缩及声发射监测试验。研究结果表明:混凝土的强度、变形破坏及内部损伤等与裂隙倾角和连通率密切相关,且均表现出各向异性的特征。相同倾角下,连通率越大,混凝土的延性和峰值当量强度越低,连通率一定时,延性和峰值当量强度呈先减后增的整体趋势;无裂隙时,声发射主要集中于峰值应力前后,表现为脆性破坏特征,大/小倾角及小连通率时,声发射表现为脆延性破坏形式,大/小倾角及大连通率时,声发射信号主要表现为"S"型的3阶段延性特征,主要集中于屈服至峰值应力阶段。基于声发射损伤模型计算得到的损伤演化过程表明:模型计算结果和试验结果吻合良好,且混凝土内部的损伤演化随着倾角和连通率的变化而表现各异,连通率越大时,损伤发展越平缓,越充分。     

聚氨酸—环氧树脂堵水剂的研究与应用

研究开发一种新型双液复合型聚合物油井堵水剂，它兼有聚氨酯胶和环氧树脂胶的优点。考察该堵水剂的性能，并进行模拟试验。结果表明，堵水剂的甲、乙组分混合后，反应速度快（数秒即反应并初凝），转向性能好，承压强度高（反向承压＞10MPa)，封堵浅（封堵半径0.2m），封堵效率高（每米厚度平均堵水剂用量30kg)，易解堵。适用于单层堵水、封窜、压裂层段堵水、薄隔层封堵、5m以上厚油层封堵等。已经完成了5口井现场试验，封堵有效率达100%，施工成功率100%，共增油14340t,降水62730m^3。