浅埋煤层群同采工作面合理错距的实验研究

为了分析煤层群同采工作面合理错距,通过理论分析认为同采工作面采用稳压式布置比较合理;采用物理相似模拟实验,研究其煤层超前工作面支承压力对工作面合理错距的影响;然后,综合矿压理论和实验结果,综合修正了下煤层初采和正常同采时的合理错距,即下伏3-1煤和4-2煤初采合理错距应为84.8 m和79.3 m;3-1煤和4-2煤正常同采时的合理错距应不小于40 m和46 m。     

上下煤层分层同采巷道布置及围岩变形机理研究

上下煤层分层同采时,开采所引起的本煤层以及煤层之间的复杂应力场和位移场将导致巷道失稳、工作面顶板冒矸、支架折损、采场影响相互叠加等问题。因此,本文设计了上下煤层回采巷道布置方式,并在山西中阳华润联盛苏村煤矿进行了实验。同时,本文还研究了上下煤层同采巷道围岩变形机理,建立模型后模拟得到了两煤层采场相互扰动影响最小的安全错距为45 m。结合苏村煤矿地质条件和开采技术,确定了上下煤层回采巷道布置方式为对齐布置。在此基础上,构建了上下煤层同采巷道数值模型。根据上下区段之间煤柱和巷道支护、开采工艺和顺序,探讨了上下煤层开采扰动覆岩运动规律。分析苏村煤矿实验结果,得到了6~#煤层和10~#煤层同采时的巷道布置以及同采合理错距布面。该方法解决了两层煤同采时影响相互叠加的问题,保障了煤矿的生产安全,提高了煤矿的经济效益。     

辛置煤矿近距离煤层同采工作面合理错距研究

 近距离煤层在开采过程中,存在着上下分层间相互影响、巷道布置与支护困难、工作面接替紧张、生产效率偏低等问题,一直困扰着煤矿的安全高效生产。山西焦煤集团霍州煤电辛置煤矿9^#薄煤层和10^#煤层层间距仅为1.71m,以此作为工程背景进行近距离煤层同采方案研究。根据目前研究近距离煤层开采较为成熟的“稳压区理论”与“减压区理论”,对辛置煤矿9^#、10^#煤层两同采工作面错距进行计算分析;运用FLAC3D软件对9^#、10^#煤层两个工作面同采不同错距条件下所产生的应力效果进行数值模拟。研究结果表明,辛置煤矿10^#煤层与9^#煤层同采过程中工作面的合理错距不应小于35m。研究解决了辛置煤矿工作面接替紧张、资源浪费严重等问题。     

浅埋煤层群工作面合理区段煤柱留设研究

为确定浅埋煤层群开采合理的上下煤层区段煤柱布置,减缓下煤层煤柱集中压力和地表裂缝发育,实现环境友好的安全开采,论文以陕北神南矿区柠条塔矿为背景,采用Flac3D分析1~(-2)煤层和2~(-2)煤层工作面同采区段煤柱宽度和不同留设方式的应力和塑性区分布规律,以及不同煤柱错距地表下沉规律。通过物理相似模拟,揭示1~(-2)煤层和2~(-2)煤层区段煤柱不同错距的岩层破断规律。研究得出:1~(-2)煤层合理的煤柱宽度为20 m;下煤层煤柱应力、地表下沉梯度和地表拉裂缝随着煤柱错距的增大而减小,沿倾向煤柱错距达到40 m时下煤层煤柱集中应力和地表拉裂隙明显减弱。同采工作面沿走向错距大于60 m时,地表下沉梯度和地表拉裂隙明显减小。     

浅谈近距离煤层外错开采下层支护经验

近距离煤层开采一般采用内错式布置,主要是可以降低下部巷道受上层煤柱的集中压力而产生巷道变形甚至顶板垮落,严重时会造成人员伤亡、设备被压的安全事故;受地质构造及其他历史因素的影响,我公司11-3#层8305面与14#层8305面形成了上下对应的近距离外错开采格局。这样就造成了下部煤层巷道顶板支护问题,经过对下层巷道采取专项的补强支护和支撑式支护的技术措施,对上层巷道采取及时放顶、打泄压孔和煤层注水等措施顺利完成对应上层工作面的回采和下层工作面的回采,取得较好的效果,现将经验予以简要介绍。     

近距离煤层同采工作面合理错距确定

近距离煤层同采,两工作面合理错距是实现安全开采和设计优化的关键。基于稳压区和减压区理论的不同计算,沙曲矿上部2号煤层与下部3+4号煤层的工作面合理错距分别为39.2 m~44.2 m和16.2 m~34.2 m,接着计算分析得出减压区理论确定的错距更具可行性。再通过数值模拟软件可知两工作面错距16.2 m时较佳,从而验证了理论分析。研究结果为该矿同采面错距的确定提供了一定的理论指导,并对类似矿井的开采具有一定的意义。     

相邻综放工作面同采合理错距的优化

结合淮北某煤矿六采区的具体工程地质条件,采用理论分析及数值计算的方法,分析了淮北某煤矿621、623工作面分次开采和同采时矿压显现的差异性及不同错距下同采的工作面矿压互相影响规律。结果表明,两工作面的合理错距控制在超前支承压力应力降低区的范围内,有利于同采工作面及机巷的维护。这对同类条件下的工作面开采具有一定的借鉴意义。     

近距离煤层下行跨煤柱开采巷道的合理布局

为了探究遗留区段煤柱对下伏回采巷道布局的影响，以煤峪口矿为工程背景，通过最大主应力集中系数判别底板应力增高区，采用理论解析、编程计算、数值模拟的方法，研究了不同开采阶段底板应力增高区的演化特征.结果表明：区段煤柱宽度、埋深、煤柱边缘至峰值区的距离及其垂直应力峰值控制着应力增高区的发育，采空区应力恢复特征对应力增高区的影响可以忽略；对比各模拟方案中煤柱-巷道错距与应力增高区对下煤层的影响范围峰值，并结合采空区应力逐渐恢复及工作面矿压显现的区域化特征，认为煤柱-巷道错距10～15 m为优选区间.选择12 m错距进行工业试验，取得了良好效果.     

错层位巷道布置夹矸对顶煤冒放性研究

为解决厚煤层错层位巷道布置下夹矸对顶煤冒放性的影响问题,采用理论推导和数值模拟的方法,研究在错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏程度的影响以及夹矸对顶煤冒放性的影响导致顶煤冒放的难易程度.结果表明:厚煤层错层位巷道布置取消了区段保护煤柱,首采工作面和接续工作工作面连接成整体.随着接续工作面的不断增加导致发挥作用的关键层位置提高,使工作面支承压力增大,同时使夹矸的承载增大.与传统巷道布置相比,错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏剧烈,夹矸破坏充分,顶煤冒放性较易,进一步推出错层位巷道布置下煤层中夹矸的断裂步距缩小,煤层中夹矸的临界厚度增大.     

5M左右厚煤层综放开采回采工艺

为确定合理的综采工艺参数,提高综采工艺的回采率,试验研究了不同的顶底板岩性、放煤步距等条件下的工作面的回采率.结果表明:综放回采率与回采工作面的设备配置、放煤工艺、支架强度等密切相关,论文确定了合理的回采工艺,对中厚煤层综放工作面工艺参数确定有借鉴意义.     

冲击地压工作面爆破卸压效果的数值模拟

随着煤矿开采深度增加，综放开采回采巷道易发生冲击地压危害。研究综放工作面回采巷道冲击地压发生机理，结合工程实例，运用FLAC^3D软件模拟综放面回采。分析了采用卸压措施前后煤层顶底板及两帮煤体移动变化规律、深部煤岩体受栽及变形破坏规律、煤层应力变化及转移规律。研究结果对防治冲击地压有一定参考价值。     

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。     

回采工作面底板活动及其对突水影响的研究

本文应用平面有限元方法计算分析回采工作面底板应力分布状况,研究底板岩层变形和破坏规律,初步揭示底板破坏带的形成机理及采动对底板突水的影响。文章结合现场底板综合观测成果,讨论底板破坏深度与工作面地质开采条件的关系。研究结果为承压水上煤层安全开采问题提供一定的基础。     

双重上保护层叠加开采应力分布规律

为获取双重上保护层重叠采动作用下的煤层卸压规律及保护层间的相互影响，以平煤八矿一采区为原型，采用FLAC3D软件模拟了丁、戊组煤层多工作面重叠开采过程。研究结果表明，仅丁组煤层开采时，采区边界煤柱对应范围出现应力集中现象，最大应力值达到19 MPa,影响范围达到下方80 m,不利于被保护层卸压。工作面间区段煤柱最大应力值达39 MPa,但向底板传递范围较小。丁组单独开展卸压区域能够影响至己组，己组煤层应力卸压值约为1 MPa;丁组、戊组煤层重叠开采，当戊组工作面位于丁组煤层区段煤柱下方，同时丁组工作面位于戊组工作面区段煤柱上方，使丁组煤层工作面间区段煤柱应力集中减弱利于卸压，丁组煤层区段煤柱应力值由39 MPa卸载至7.5～10 MPa之间；同时当己组煤层位于戊组单独保护范围时，垂直应力卸压值为2～3 MPa,当己组煤层位于丁戊共同保护范围时，垂直应力卸压值为4～6.5 MPa。     

极近距离薄煤层同采工作面的时空关系

针对鸡西矿区极近距离薄煤层下层工作面顶板管理问题,研究同采工作面时空关系。根据正阳煤矿地质资料,利用ANSYS软件建立数值模型,分析27-1#和27-2#同采工作面前、后方支承压力的分布规律。运用SPSS软件对现场工业实验数据进行多元统计分析,得到极近距离薄煤层同采工作面时空关系回归方程及错距计算公式。结果表明：27-1#和27-2#同采工作面前方4～8 m内支承压力急剧增长,在工作面控顶区1～2 m内支承压力降至最低;下煤层工作面应力峰值出现在上煤层峰值前方。两煤层按错距计算公式设计,将下煤层工作面处于上煤层工作面开采所形成的减压区内可实现同采。该研究对极近距离薄煤层的安全高效开采具有借鉴意义。     

贵州织金县以那矿区龙潭组煤中元素的地球化学特征

研究煤中元素的地球化学特征,对于还原聚煤环境以及探究元素对生态的影响具有重要意义。以贵州织金县以那矿区龙潭组多煤层为研究对象,综合利用数理统计方法、灰成分分析法和富集系数法研究了不同层段煤中常量元素、微量元素的地球化学特征。结果表明,各煤层总体为中灰分、特低挥发分、中高～高硫煤;各煤层硫以黄铁矿硫为主,黄铁矿硫与全硫显著正相关,黄铁矿呈聚集团块状和分散颗粒状分布,表明煤层中硫的富集可能受泥炭堆积时期海水的影响;大部分煤层灰成分指数大于0.22,27号煤层小于0.22,说明该矿区大多数煤层形成于海相环境,仅个别煤层为陆相沼泽成因;可采煤层中As的富集系数达6.02,属高砷煤,6、7、10号煤层F含量明显高于中国煤和世界煤中均值,属高氟煤,建议在煤炭开发利用过程中重视As、F等有害元素的治理和生态环境的保护。     

大安山矿倾斜近距离煤层群上行开采可行性研究

 针对大安山煤矿煤层群上行开采回采巷道围岩控制、开采滞后、水平接替困难及单一工作面回采率不高等实际问题,分别运用理论推导和数值模拟分析方法对倾斜近距离煤层群上行开采的顶板运移及矿山压力变化规律进行了研究演算.为确定大安山矿煤层群开采顺序,根据大安山具体地质条件并结合现场实践对大安山煤矿各煤层进行分析,运用数值模拟分析的方法进行模拟研究.分析结果表明,煤层间的间距对能否采用上行开采具有决定性作用,模拟结果显示当依次开采3、4、5号煤层后,5号煤层顶板剪切破坏高度为18m,远小于6号与5号的间距35.98m.因此,大安山煤矿近距离煤层群采用上行式开采是可行的,结合现有开采技术条件,最终确定采用先对3、4、5、6号煤层进行上行开采,然后开采2号煤层的开采方案.     

盘江矿区近距离多煤层下保护层开采可行性分析及技术实践

在分析近距离煤层群上行开采机理与可行性的基础上,为尽可能减少多煤层高瓦斯矿井开采期间瓦斯事故,探讨了开采多煤层保护层的方法.通过贵州盘江矿区金佳和月亮田两个矿井实践,采用上行卸压开采的技术方案,解决了开采中所产生的瓦斯突出、煤尘爆炸等问题,并在总结生产实践的基础上,提出了合理的开采方案及适用条件,研究成果对煤矿安全高效生产及相关环境控制都具有重要的意义.     

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。