“下三带”理论在煤层底板危险性评价中的应用研究——以山西曹村井田为例

“下三带”理论经过多年的理论研究和生产实践已发展的日益完善,该理论在承压水上安全开采评价及矿井底板危险性评价中起了重要作用。本文对“下三带”理论的概念作了较系统的论述,并着重以笔者参与的实例,结合压水试验和有效隔水层突水系数法,来对其在煤层底板突水危险性评价的应用加以说明。本文旨在促进对该理论的深入理解,更好的推广应用,为矿井安全生产服务。     

2310工作面底板突水机理研究

本文通过对2310工作面地质条件的分析及对下三带理论的数值分析,判定该工作面在开采的过程中存在突水的可能性,“下三带”理论的应用有效的控制了底板突水事故的发生,保证了煤矿的安全开采,取得了可观的经济效益。通过本文提出的理论对相关的地层进行有效的数据监测,为含水层下煤层开采突水防治提供借鉴。     

底板突水机理研究综述

针对我国煤炭进入深部开采导致底板突水日益严重的现象,系统地介绍了国内外底板突水机理研究历史与现状,阐明了底板突水机理理论研究经过了相对隔水层、突水系数、“下三带”理论、原位张裂与零位破坏理论、板模型理论、强渗通道说、岩水应力关系说、关键层理论、“下四带”理论等发展历程。在阐述各种理论的基本概念基础上,总结和评述了其实际应用价值和理论研究不足之处,指出我国在矿井底板水防治理论研究方面正经历着是一个从实践到理论,再从理论到实践不断发展的过程,同时强调了底板突水机理是一个需要不断深入研究的难题,将非线性理论应用到该领域将是今后发展方向。     

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。     

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。     

下组煤开采导水裂缝带高度的确定

简要介绍了矿井地质概况,对下组煤覆岩岩性进行了定性和定量的分析评价,在运用经验公式法计算导水裂缝带高度的基础上,采用钻探方法实测确定了导水裂缝带最大高度,得出了下组煤可以顶水安全开采的结论。     

近年来煤矿采动覆岩导水裂隙带的发育高度的研究进展

从上世纪开始的研究与实践表明，我国对覆岩导水裂隙带已经有了一个较为全面的认识。导水裂隙带发育高度在矿井安全生产、煤矿防治水、矿井保水采煤、采空区与回风巷上隅角瓦斯治理、煤与瓦斯共采、水体下采煤等方面有着重要的研究意义，本文对前人的研究进行了回顾分类，重点论述了导水裂隙带高度的各种预测、模拟以及实测方法，介绍了当前对导水裂隙带高度实测的新方法，表明现在的探测手段已向多种手段相结合、钻探与物探相结合、地面与井下相结合等方向相发展，并且提出了导水裂隙带研究的发展趋势。     

峰峰集团羊渠河矿8634工作面底板突水安全性的模糊综合评价

矿井底板突水是影响安全生产的重大问题，运用煤矿安全数学理论，采用模糊综合评价的方法，对8634工作面带压回采底板出水的安全性，进行了具体的分析与评价，为工作面安全回采提供了重要的决策依据。     

采动覆岩导水裂隙带发育高度研究进展

导水裂隙带发育高度的确定在矿井防治水工作、矿井优化设计、解放水体下资源、采空区瓦斯抽放、煤层气资源开发利用、建筑地基稳定性评价以及水资源破坏评价与保护研究等方面具有重要的研究意义。对近年来导水裂隙带高度范围、各影响因素及其主要预测方法的研究成果进行了总结。对比分析了计算法、模拟法与实际探测法的特点,力图较为全面地认识当前导水裂隙带高度的研究进展;并提出导水裂隙带发育高度研究的发展趋势。     

底板破坏型采煤工作面突水机理及治理技术

为了研究底板破坏型采煤工作面突水机理和快速治理超化煤矿22081工作面底板突水,采用理论分析和现场实证的方法,参考"下三带"理论和流固耦合原理,提出了采煤工作面底板"下四带"理论,揭示了底板突水导水通道的发育规律.辅以物探手段和经验公式的计算,准确圈定了突水导水通道的分布区域,利用先进的堵水工艺,成功地治理了水患.研究结论是对传统"下三带"理论的发展.堵水的成功经验可为治理日益严重的煤矿底板突水提供借鉴.     

开采矿压对底板的损伤破坏及其对突水的诱发作用

在介绍采场前后方支承压力分布规律的基础上，对采动矿压对煤层底板岩体的损伤破坏作用和破坏深度进行了详细分析，提出了开采矿压诱发突水的4种条件和诱发突水的－空规律与特征。     

利用空间弹性理论分析和计算采动影响下的底板应力分布

本文利用空间问题的弹性理论计算和分析了采动影响下的底板应力分布,并参照以往学者的研究成果,利用最小势能原理和极限平衡原理,分析了底板含水层易在采空区和采场突水的原因.同时根据计算和分析结果,提出底板巷道应布置在超前支承压力影响深度Z_0以下;缩短工作面长度可以减轻底板突水.并将分析结果与现场实测结果进行了比较,证实了本方法的可靠性.     

阜新盆地王营-刘家煤层气藏成藏机理

王营-刘家煤层气藏是阜新盆地最具开发前景的两个煤层气藏.从成藏条件(包括煤层空间展布、资源丰度、储层特征、封闭条件)和成藏过程(煤层气的形成和地下水动力学特征)两个方面对其成藏机理进行了系统探讨.提出:(1)王营-刘家煤层气藏主要以多煤层、巨厚煤层为特征.煤层气含量在6～10 m3/t左右,资源丰度巨大;(2)这两个煤层气藏形成于古近纪,新近纪至今为调整改造阶段,二者的边界为平安F2断层;(3)早白垩世末期主煤层就已经成熟并开始生烃(R0=0.5%～0.8%).次生热成因、次生生物成因气并存.喜山期的岩浆活动造成煤的接触变质并发生二次生烃,但影响有限;(4)该煤层气藏形成后的调整与改造都利于煤的储气能力增加;(5)岩墙的存在沟通了所有含水层和煤层,从而造成多煤层统一成藏.图5,参12.     

采面底板应力计算及应用

本文利用弹性理论推导了煤层底板任意点的应力计算公式。提出了通过计算岩石的强度指数来预计煤层底板的破坏深度。依据底板破坏深度与承压水的“原始导高”的关系预测煤层底板突水的可能性,并以现场实测数据验证了这种计算方法的可靠性。图5,表2,参考文献2。     

煤层开采对底板的破坏规律及其水害防治技术

为了研究团柏煤矿煤层开采对底板岩层的破坏规律,制定相应的防底板突水方案,通过现场实测和数值模拟相结合的研究方法,分析煤层开采对底板破坏规律。结果表明:底板的破坏程度、破坏区域与含水层空间关系是决定矿井底板水害发生与否的关键因素,团柏煤矿10煤开采对底板的破坏范围为12 m~15 m,基于煤矿水文地质条件和研究成果提出了该煤层开采时底板突水隐患的预防和治理对策。研究结果对矿井开采设计与矿井防治水工作具有重要的指导意义。     

隔水底板倾斜时定降深抽水非稳定流计算

利用张蔚榛教授对含水层地板倾斜情况下定流量水井附近地下水非稳定流计算的结果,讨论在定降深情况下的解析解.采用了Boussinesq偏微分方程,使用修正Bessel方程性质,拉普拉斯变换和拉普拉斯逆变换等方法,求解在定降深情况下含水层底板倾斜时非稳定流的解析解.     

现代住宅顶、底设计新构思

为了提高住房的质量和适用性 ,使房屋的经济价值得到增长 ,对底层、顶层住房采用了新设计方法。这样做即方便了住户 ,也给开发商也带来了效益。所以 ,这种新的设计方法 ,对推动房地产事业的发展有很大的意义     

弹性底板上的液压支架底座力学性能分析

基于Winkler和双参数弹性底板理论,建立液压支架底座与底板相互作用分析模型。通过初参数解得到了底板比压的分布规律以及底座内力。结果表明:当底板较软时,比压p分布较接近于塑性底板的比压分布,即呈梯形分布,随着基床系数k的增加,p呈明显的曲线分布,且在立柱作用处、前后连杆作用处较为集中,最大比压出现在立柱下方。Winkler和双参数模型计算下的p分布规律一致,按Winkler模型计算得到的p大于按双参数模型计算所得。当k太小时,底板太软,压陷量太大,容易导致底座沉陷;当k太大时,最大比压发生在立柱处,容易发生柱窝冲切破坏。底座最大弯矩M与剪力V都发生在柱窝处。随着k的增加,而立柱作用处M有所减小,V在非集中力作用段,随着k的增加剪力有所减小。     

区间数的模糊综合评判法在煤层气赋存评价中的应用

将区间数概念用于解决模糊综合评价对象的某些属性的不确定性问题，在煤层气的赋存评价中，结果与事实贴近。