浅埋深薄基岩下大断面切眼掘进与支护技术

大柳塔煤矿22615综采工作面切眼埋深浅、基岩薄,断面大（8.5m）,切眼掘进采取二次机掘成巷,支护采用二次支护,掘巷时采用锚杆＋钢带＋锚索支护,成巷后采用单体＋木点柱联合支护,为类似条件下切眼的掘进与支护提供了借鉴。     

浅埋深薄基岩煤层大采高综采工作面切眼支护优化研究

针对红柳林矿5-2煤切眼现有支护结构和支护技术设计的锚杆、锚索支护密度偏高,部分复杂生产条件下的支护效果难以达到设计要求,支护体实际受力常常远低于杆体强度的现状,采用联合支护的思想,结合现场测量,数值模拟,工程实践的方法对浅埋深薄基岩煤层大采高综采工作面的切眼支护进行了优化设计,确定了初步支护方案,将初步设计方案应用于现场,并对围岩支护效果进行监测分析。通过对浅埋深薄基岩大采高工作面切眼支护优化研究,形成了一套完善的支护设计体系,在保证安全的前提下有效的提高了切眼的掘进速度及支护效益,有效的降低了巷道工程的综合成本,经济和社会效益显著。     

浅埋薄基岩综采面涌水机理及水灾防治技术研究

锦界煤矿3-1煤层覆岩为富潜水层浅埋薄基岩,采动导水裂隙发育至地表,易导致突水灾害。针对该矿二盘区首采工作面地质条件,分析顶板导水通道及其涌水机理,在难以实现保水开采的基础上,建立了包含提前钻孔疏放水、两顺槽施工环形水仓、设置抽排水系统、加快工作面推进速度、辅助切眼施工施工尾排水仓、将工作面调整为倾斜长壁仰采工作面等多项技术措施的综合防治水技术体系,成功解决了综采工作面突水及涌水过大的难题,实现了浅埋薄基岩综采面安全开采。     

薄基岩浅埋煤层保水开采技术研究

薄基岩浅埋煤层开采过程中顶板基岩易全厚切落,破断直接波及地表,存在顶板突水的安全隐患.在分析顶板导水通道特征基础上,针对浅埋煤层采用传统技术实现保水开采的难点,从开采方法本身采取措施,提出了一套较为系统的薄基岩浅埋煤层保水开采新技术.此项技术的关键有三:一是长壁工作面快速推进;二是支架合理支护阻力的计算确定;三是局部降低采高或局部充填.补连塔煤矿32201工作面的三维固-液耦合数值模拟计算和现场实践结果证明,该套技术的应用是成功而有效的,可在薄基岩浅埋煤层保水防溃开采中推广应用.图4,表1,参12.     

充填开采含“天窗”薄基岩力学模型

针对第四系资源开采遇到的"天窗"地质构造问题,以存在天窗地质构造的煤矿为背景,建立充填开采含"天窗"水平薄基岩的力学模型—Winkler弹性地基上开孔固支板模型,求解矸石充填条件下含天窗水平薄基岩挠度表达式.在此基础上对薄基岩厚度、天窗尺寸、矸石充填体强度对薄基岩天窗附近应力分布影响进行分析探讨.研究结果表明:薄基岩下表面天窗边界处径向和环向应力都为拉应力;薄基岩厚度、天窗尺寸对天窗边界环向应力影响较大,而对径向应力影响较小,环向应力随薄基岩厚度的增大迅速递增,随天窗尺寸增大逐渐增大;增大矸石充填体强度能显著减小天窗附近应力,矸石充填体强度增大,环向应力大幅度降低,薄基岩天窗附近应力环境显著改善,防止天窗边界处出现破坏裂纹,导致薄基岩局部失稳.     

神府浅埋煤层顶板破断运动规律

大量观测和模拟实验表明，薄基岩在厚沙覆盖层作用下的整体切落是顶板破断运动的主要方式。本文论述了对顶板破断运动及破断后运动的控制，指出保证足够的初撑力和采空区一定充填状况是控制要点。并进一步分析了基岩厚度、采高、推进速度对顶板破断的影响。     

薄基岩梯度复合板模型与单一关键层解算

依据典型薄基岩浅埋煤层覆岩结构及其力学特征,建立薄基岩浅埋煤层覆岩力学模型．弹性基础上的梯度复合板模型,梯度复合板由组成薄基岩的所有分层组成,各层力学参数取对应分层参数,其力学性质沿厚度方向变化,满足τjmax＜Crj的相邻界面的相邻几个岩层分层,共同组成薄基岩的关键层。利用傅里叶变换确定单一关键层位置及组成岩层分层．为浅埋煤层开采顶板活动预测及其控制、浅埋煤层开采方法及其工艺参数的提供理论依据,具有重要的理论及其实际意义。     

软弱风化薄基岩赋存特征及其采动覆岩破坏规律

从矿区软弱风化薄基岩的赋存特征、赋存规律及矿区上覆水体类型和水文地质条件入手进行分析,结合相似材料模型模拟试验,获得了研究区薄基岩下开采覆岩破坏的基本规律及“三带”的发育特征.对薄基岩下采煤厚度3 m时的垮落带及导水裂隙带发育高度进行计算,计算结果分别为11.5m和42 m.根据地质采矿条件利用离散元数值模拟对薄基岩开采上覆岩层矿压运动规律进行了研究,结果表明,基岩较薄条件下,老顶来压断裂步距小,工作面前方支承压力分布范围为12 m,支承压力峰值点在工作面前方4～12m内,小于厚基岩工作面,但工作面矿压显现明显;对不同煤层采厚情况下垮落带的高度与导水裂缝带的发育程度进行确定;为煤层安全开采提供定量判据,为防治水工作提出相应的措施.     

大柳塔煤矿12305工作面覆岩活动规律的相似模拟

为了研究薄基岩浅埋煤层开采过程中覆岩活动规律,利用相似材料模型法,对大柳塔煤矿12305工作面进行了相似模拟实验,得出了薄基岩浅埋煤层开采过程中覆岩活动特点.结果表明,薄基岩浅埋煤层开采的覆岩活动规律与常规开采顶板活动规律存在根本区别,应该有其自身的开采理论指导现场生产.     

厚松散层薄基岩特厚煤层综放开采覆岩破坏特征研究

我国西部矿区的煤炭开采,具有煤层厚度大、基岩薄、开采强度大等特点,导致覆岩严重破坏,地表变形剧烈,出现地裂缝、台阶、塌陷等较大非连续变形,引发多种地质灾害并造成地表建筑物严重损坏。本文针对厚松散层薄基岩特厚煤层条件下,综放开采形成的覆岩破坏特征及下沉、地裂缝、台阶等的观测分析研究,得出了厚松散层薄基岩综放开采较常规条件开采,具有下沉系数大,下沉速度快,移动的初始期、活跃期更短,在开采边界内侧形成永久台阶的沉陷特点。揭示了工作面薄基岩伴随周期来压,在水平方向上形成动态压力拱,上覆岩层呈梯型断裂,发育至松散层内部,迅速传递至地表,形成台阶裂缝的覆岩破坏机理。该研究可为煤矿生产安全管理及地表垮塌灾害防控技术制定提供借鉴。     

享覆盖层薄基岩开采特征研究

赵固一矿全区被巨厚冲积层所覆盖,且大部基岩较薄,煤层相对较厚,属于典型的薄基岩开采矿井。介绍了矿井开采技术条件,分别对地层分布、构造破坏、围岩物理力学性质、顶底板涌突水等进行了简要分析总结,针对各个开采特征提出生产实施意见,对于矿井安全生产有一定指导意义。     

厚松散层薄基岩条件下矿井顶板涌水致灾因素分析及预测研究

为研究厚松散层薄基岩条件下开采诱发矿井顶板涌水事故的各因素之间的相互关系,总结了厚松散层薄基岩条件下影响矿井顶板涌水量的11个因素。基于模糊数学隶属度及隶属函数对各因素进行了初步处理,构建了基于神经网络的顶板涌水量预测模型,对影响因素权重进行了敏感性排序,并结合现场数据对模型加以验证。研究结果表明,厚松散层薄基岩下开采诱发顶板涌水事故的主要因素是由开采方法的选取引起的一系列"连锁反应"与地层赋存特征共同作用的结果。其中,开采方法、开采高度、基岩厚度及水压是影响松散层下开采顶板涌水灾害的主要因素。经过现场实例验证,模型的准确性较高,预测结果与工程实际吻合较好。     

切眼围岩破坏规律研究

针对目前切眼围岩破坏的问题,对切眼围岩类型进行总结,得出切眼围岩的基本模型。为求解切眼围岩的破坏原因,运用自行开发研究的岩石破裂过程分析(RFPA^2D)系统,对切眼围岩破坏过程进行了数值模拟研究,通过对切眼围岩的初始裂缝形成、发展及最终破坏模式进行分析,得出不同条件下切眼围岩的破坏规律。结果表明,切眼由于其断面形状和围岩组成结构的不同关系,其破裂结果与其他巷道破坏模式明显不同。     

近距离煤层内错式开切眼合理错距的研究

为探究近距离煤层内错式开切眼水平错距的合理选取问题,以神东矿区某矿为工程研究背景,通过构建力学模型得到上覆煤层遗留停采煤层产生的附加应力对下方开切眼的应力解析解,采用数学分析得到下煤层的水平停采距离的合理范围,并运用FLAC3D数值模拟软件分析不同水平错距下切眼位置所处的应力环境,得到下煤层开切眼停采的水平距离为50 m时能够满足巷道布置要求。通过地质雷达进行开切眼巷道的围岩松动圈的测试,得到开切眼巷道松动圈的范围为3.1 m~3.8 m,切眼巷道左帮的破碎范围大于顶板,开切眼巷道围岩完整性较好。研究结果表明,下煤层内错式开切眼停采水平距离为50 m时,开切眼巷道能够满足工作面的正常回采。     

从软到硬突变土层采用管桩基础的施工质量控制

某体育中心工程基础采用管桩,由于地质情况差别大,施工后出现质量事故.从使用情况说明,管桩适宜应用在基础岩埋藏深、强风化岩层或风化残积土层厚的地质条件,但在基岩埋藏薄,尤其是基岩覆盖层松软,从软到硬突变土层中,使用管桩容易发生桩身质量事故.     

从软到硬突变土层采用管桩基础的施工质量控制

某体育中心工程基础采用管桩,由于地质情况差别大,施工后出现质量事故。从使用情况说明,管桩适宜应用在基础岩埋藏深、强风化岩层或风化残积土层厚的地质条件,但在基岩埋藏薄,尤其是基岩覆盖层松软,从软到硬突变土层中,使用管桩容易发生桩身质量事故。     

倾斜基岩上的嵌岩桩身稳定分析

文章结合具体工程实例,根据倾斜基岩上的桩身荷载传递原理分析了影响桩身稳定性的因素,并对工程实例中的桩进行抗冲切及抗剪切、抗弯验算,为倾斜基岩上嵌岩桩的设计提供了参考依据。     

大柳塔煤矿薄基岩下巷道掘进技术研究

针对大柳塔煤矿22614综采工作面顺槽过薄基岩区,优化支护形式与参数,采取合理的管理措施,达到了预期效果,为类似条件下顺槽的掘进提供借鉴。     

近距离煤层群开采下煤层开切眼合理位置的确定

近距离煤层群在我国煤炭资源分布中占较大比重,为确定近距离煤层群开采过程中下煤层开切眼的合理位置,基于木瓜矿10-110首采工作面的实际工程背景,采用数值软件UDEC对该矿10煤开采过程进行模拟,分析了10煤覆岩运移形态,得到了近距离煤层群下行开采下煤层开切眼的合理位置,结果表明:上部煤层开采后在距切眼5 m的采空区边缘出现应力集中峰值,距切眼15 m位置应力最低,宜将下煤层切眼布置在此区域;下煤层开采至上煤层切眼与停采线位置时压力较大,应采取特别支护措施。该研究为近距离煤层群开采下煤层切眼附近安全开采提供了技术支持。     

W3211综采工作面里外切眼对接实践

皖北煤电集团钱营孜煤矿W3211工作面受断层的影响,工作面外段切眼比里段切眼长72米,对接困难.本文总结了里段工作面推进到外段切眼时与外段切眼对接的施工方案和经验.该方案可提高煤炭资源回收率,实现工作面持续稳定生产,为条件相似的其他工作面对接提供参考.