断层防水煤(岩)柱安全宽度的计算与评价

针对如何确定导水断层附近的防水煤(岩)柱宽度是困扰煤炭开采的问题,以开滦集团荆各庄矿3092工作面为例.综合运用经验公式、数值模拟和原位探测来确定其断层防水煤(岩)柱的安全宽度,最终得出了符合实际的且小于原留设宽度的断层防水煤(岩)柱安全宽度,为该矿节约了可采储量,延长了矿井服务年限,具有显著的社会和经济效益:同时该法为本矿及相似矿井以后处理类似问题提供了参考,具有较高理论和现实意义.     

断层条件下防水煤岩柱的合理留设

准确分析采区附近主要地质构造和水源水力联系情况,得出采区主要充水水源为通过F14断层导通的奥灰岩溶水。文章通过分析计算确定防水煤柱合理留设宽度,成功地实现安全回采。合理留设断层的安全煤柱,才能在保证生产安全的基础上,开采出更多宝贵的煤炭资源。     

基于FLAC-3D的成庄矿多煤层陷落柱防水煤柱留设研究

运用FLAC-3D模拟软件对成庄矿内贯穿3~#、9~#、15~#煤层的KDX74、JDX75、KDX76陷落柱的防水煤柱预留情况进行数值模拟。通过分别留设不同宽度的防水煤柱进行模拟实验发现,当3~#煤层防水煤柱留设20 m,9~#煤层防水煤柱留设30 m,开采15~#煤层时,当15~#煤防水煤柱为20 m时,3~#煤层采空区下方塑性破坏区域与陷落柱活化区域导通,表明15~#煤层的开采可能导致3~#煤层采空区底板突水,故15~#煤防水煤柱宽度不应小于30 m。     

承压因素与Ⅰ类采动等级水体下防水煤岩柱的留设

同类型水体下防水煤岩柱的留设问题一直是采矿工程中研究的热点.在分析淮南煤田潘集矿区、淮北煤田兴隆庄矿区、兖州煤田百善矿区的水文地质条件及突水实例的基础上,针对Ⅰ类采动等级水体下留设的防水煤岩柱不能确保安全生产问题,探讨了含水层承压与Ⅰ类水体下防水煤岩柱的留设问题,提出了相关建议.     

厚松散含水层下缩小煤岩柱留设技术研究

文章在大量现场实测数据和钻探资料的基础上,分析了52采区水文地质条件及工程地质特征。基于相关规程、相似模拟试验与相邻煤层覆岩破坏实测成果,得出主采煤层52煤具备缩小煤岩柱开采的可行性,为其开采的安全性提供了依据。     

开滦林西矿深部断层防水煤柱留设研究及应用

为解决开滦林西矿深部断层防水煤柱留设问题,通过分析深部突水机理及开采理论,采用断层勘查工程、水压致裂测试抗拉强度、断层防水煤柱留设计算及数值模拟,确定了7煤、8煤、9煤、11煤、12煤上盘、下盘的断层防水煤柱宽度。模拟结果表明断层上盘煤层开采时底板破坏区和应力区对断层煤柱影响比顶板对其影响大,上组煤开采对下层煤的煤柱留设有影响。     

五沟煤矿防砂煤岩柱高度留设研究

通过计算机数值模拟、相似材料模拟实验及"三下开采规程"等方法研究五沟煤矿1033工作面需要留设的安全防砂煤岩柱高度,并参考实测成果资料,综合确定出1033工作面留设的防砂煤岩柱安全高度及其开采上限标高,通过资源回收、经济评价表明1033工作面提高开采上限的可行性和必要性.为今后的10煤层含水层工作面留设防砂煤岩柱开采提供大量实际技术经验,回收大量煤炭资源,获得更大经济效益,实现矿井安全开采和可持续发展.     

大采高沿空掘巷留设煤柱合理宽度研究与实践

沿空掘巷容易对周围岩层造成二次影响,伴随围岩变形的增大矿压显现强烈,合理的护巷煤柱宽度成为沿空掘巷的关键。为了厘清沿空掘巷的合理宽度煤柱留设,以山西某煤矿为工程背景,利用理论研究与数值模拟相互印证的方法,得出最佳契合现场条件的煤柱宽度。经现场实测,煤柱宽度为8 m时,可有效控制沿空巷道围岩变形量,有利于维护大采高工作面沿空巷道及煤柱自身的整体稳定性。     

成庄矿3~#煤层防水煤柱留设FLAC3D数值模拟研究

针对成庄矿3#煤层防水煤柱留设研究,结合以往研究成果和3#煤层底板实际情况,利用FLAC3D数值模拟软件采用库仑—摩尔力学模型建立三维模型,对3#煤层顶底板距岩溶陷落柱不同距离的塑性分析和垂直应力进行模拟。由于煤柱尺寸的减小,其煤柱内的垂直应力随之增大。模拟结果为3#煤层的防水煤柱留设宽度为40 m。防水煤柱的留设应保证煤柱本身或顶、底板隔水层厚度足以抵抗临近含水层的静水压力,同时应兼顾压煤量的经济合理性.其研究结果为成庄矿安全开采提供了安全保障。     

综放沿空留巷覆岩运动规律及监测研究

为了研究三软煤层综放开采条件下沿空留巷的矿压显现规律,以国投新登煤矿31061工作面为研究对象,采用CDEM数值模拟软件、现场矿压及围岩移动监测和留巷工业性试验相结合的方法,研究了三软煤层综放采场侧向覆岩移动规律及矿山压力的时空变化规律,并对沿空巷道变形及矿压进行了现场监测。结果表明:31061工作面开挖到9.6,20,30 m时,分别发生了直接顶初次垮落、基本顶初次来压和第一次周期来压,开挖过程矿压显现较为强烈,应力分布主要集中于工作面前方20 m左右,工作面上覆岩层存在明显的三带特征;工作面后方留巷根据矿压显现特征可以划分为:压力缓慢升高阶段、压力快速增加阶段和压力稳定阶段,采空区后70 m左右是进行二次维修的合理位置。根据矿压显现特征分别提出了留巷过渡段临时支护方案和维修后正常段支护方案,现场工业试验表明利用临时支护渡过动压影响阶段,然后巷道进行二次维修并替换为正常支护,可以保证留巷围岩稳定,满足生产的需求。     

大倾角工作面火成岩侵蚀区沿空留巷试验研究

本文主要介绍了皖北煤电集团公司孟庄煤矿Ⅲ-2采区Ⅲ4-222大倾角工作面在回采期间遇火成岩侵蚀无法正常生产时,多次应用了沿空留巷技术并取得了成功,带来了显著的经济效益和社会效益.     

过上部老空区矿压显现的观测与研究

基于老空区下矿压显现,确定采区巷道布置方案,并对工作面支护设备进行选型设计,分析观测数据得到矿压显现规律,验证了采区巷道布置方案和支护设备选型的合理性.     

浅部隔离煤柱对覆岩运移的控制及其合理留设

为了揭示西部浅埋工作面沿倾向方向开采时隔离煤柱对覆岩运移的控制作用,以大柳塔煤矿为工程背景,采用相似材料模拟试验方法,分析工作面开采中隔离煤柱对覆岩垮落、移动变形的控制作用及其应力变化特征,并确定煤柱的合理留设。研究结果表明,采区倾向方向上,由于工作面间存在隔离煤柱,各工作面开采会形成彼此独立的垮落带,隔离煤柱有效地分隔了相邻工作面垮落空间的横向贯通和纵向扩展,隔开了相邻工作面上覆岩层沉降曲线;覆岩垮落高度与工作面倾向开采长度密切关系,非充分采动较充分采动时覆岩垮落高度明显降低。在煤层开采过程中,留设30 m宽的1^#~4^#煤柱处于稳定状态,但3^#、4^#煤柱安全性较低。理论计算出了2^-2煤和5^-2煤合理煤柱宽度分别为18.6 m、24.5 m,得出了避开煤柱集中应力与控制地表均匀沉降的上下煤层煤柱最佳错距为95.5 m。     

铁新煤矿老空区富水性的探查技术

老空区是引起矿井突水的主要地质构造,为了对铁新煤矿未知老空区进行勘察,从根本上消除安全隐患,在对比研究了各种物探方法应用条件的基础上,选择利用瞬变电磁法和SYT电磁测深技术探查矿井构造。对探查数据进行精细解释,圈定老空区的具体范围,评价富水性以及对于井下开采和掘进的影响,提出老空区防治水建议。     

区段煤柱留设宽度的数值模拟研究

恒晋煤业9103综放工作面位于西一采区。为确定区段煤柱合理的留设宽度,结合该工作面的回采参数及煤岩力学参数,采用FLAC 3D软件,分别对煤柱宽度为5m、7m、9m、11m时进行数值模拟。结合三种情况下数值模拟的围岩应力分布特征和围岩破坏特征,综合分析出:煤柱宽度为9m和11m时,煤柱内有较好的承载能力,但煤柱宽度为5m和7m时,煤柱出现塑性破坏,煤柱所承受的载荷超过其承载能力,故最终确定区段煤柱宽度为9m左右。     

复杂建筑群下煤柱留设的优化设计研究

为解决建筑群下压煤问题,针对现有矿区保护煤柱留设方法的局限性,提出利用矩形分块垂直剖面法留设保护煤柱,并结合实际地质采矿条件,给出了煤柱尺寸的计算公式,提出了角点煤柱的优化设计理论。研究表明,这两种方法可依据受护对象的保护等级和开采煤层厚度等因素,合理确定地面工程保护煤柱的范围,既保护了敏感目标,又大大解放了三下压煤量,使保护煤柱的设计更加合理。     

煤与CO_2突出矿井采煤工作面沿空留巷开采技术研究

在煤矿建设及生产过程中,防范和治理瓦斯、煤与CO2突出是矿井实现安全生产的重大难题。窑街煤电集团有限公司是我国目前惟一开采具有煤与CO2突出危险性的矿区,海石湾煤矿是窑街煤电集团有限公司的主力接续矿井,主采煤层CO2含量高,压力大,煤与CO2突出灾害严重。为了应对矿井生产规模不断扩大的挑战和煤与CO2突出灾害带来的严重威胁,实现矿井安全、高效开采,实现矿区的和谐发展,通过对海石湾煤矿煤一层(保护层)沿空留巷、Y型通风、连续开采的超远距离上保护层开采及煤二层卸压瓦斯抽采技术研究,探索出开采煤与CO2突出危险矿井的模式,形成适合海石湾煤矿的上保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,实现矿井的安全、高效、集约化开采。     

皮带斜井煤(岩)与CO_2突出及其防治

１矿井概况我矿皮带斜井位于窑街煤田东北部。井田走向长４．２ｋｍ，倾斜水平宽０．８ｋｍ，井田面积约３．１３ｋｍ２。到２００１年底为止，井田还剩余煤炭工业储量为１．１６亿吨，可采储量为６３８０万吨。矿井煤种为低变质长焰煤到不粘煤。煤系地层共含有可采煤层三层，自上而下命名为煤一、煤二、煤三层。煤一层为中厚煤层，平均厚约４米，煤二层为特厚煤层，一般１０～１１０米平均厚３５米，煤三层为中厚煤层，平均厚３．８米。矿井１９６６年动工兴建，采用斜井与暗斜井开拓，按水平划采区，采区分阶段布置中巷，在矿井浅部缓倾斜煤层采用矿井投产初期，通过四年的瓦斯等级鉴定，均是ＣＯ２涌出量大于ＣＨ４涌出量，属“低沼气矿井”。但是，在三采区１６５０水平北岩石大巷开拓过程中，因遇到Ｆ６０５断层发生冒顶，曾于１９７７年２月３日诱导发生了一起煤与ＣＯ２喷出事故，死亡３人。因有发火预兆，后退１１４米改变巷道方位进行施工，在开口向前掘进１６８米时，因放炮误穿Ｆ６０４断层，揭开煤层时，曾于１９７８年５月２４日又发生一起特大型“煤（岩）与ＣＯ２突出事故”。死亡９０人，受伤８９人。自此，皮带斜井被定为“低沼气、煤（岩）与ＣＯ２突出矿井”。２突出ＣＯ２来源、分布...     

皮带斜井煤(岩)与CO_2突出及其防治

１矿井概况我矿皮带斜井位于窑街煤田东北部。井田走向长４．２ｋｍ，倾斜水平宽０．８ｋｍ，井田面积约３．１３ｋｍ２。到２００１年底为止，井田还剩余煤炭工业储量为１．１６亿吨，可采储量为６３８０万吨。矿井煤种为低变质长焰煤到不粘煤。煤系地层共含有可采煤层三层，自上而下命名为煤一、煤二、煤三层。煤一层为中厚煤层，平均厚约４米，煤二层为特厚煤层，一般１０～１１０米平均厚３５米，煤三层为中厚煤层，平均厚３．８米。矿井１９６６年动工兴建，采用斜井与暗斜井开拓，按水平划采区，采区分阶段布置中巷，在矿井浅部缓倾斜煤层采用矿井投产初期，通过四年的瓦斯等级鉴定，均是ＣＯ２涌出量大于ＣＨ４涌出量，属“低沼气矿井”。但是，在三采区１６５０水平北岩石大巷开拓过程中，因遇到Ｆ６０５断层发生冒顶，曾于１９７７年２月３日诱导发生了一起煤与ＣＯ２喷出事故，死亡３人。因有发火预兆，后退１１４米改变巷道方位进行施工，在开口向前掘进１６８米时，因放炮误穿Ｆ６０４断层，揭开煤层时，曾于１９７８年５月２４日又发生一起特大型“煤（岩）与ＣＯ２突出事故”。死亡９０人，受伤８９人。自此，皮带斜井被定为“低沼气、煤（岩）与ＣＯ２突出矿井”。２突出ＣＯ２来源、分布...