基于流固耦合数值模拟煤层底板破坏深度研究

随开采深度的加大,华北煤矿区下组煤开采面临煤层底板奥灰岩溶含水层的突水威胁越来越大。晋煤集团赵庄矿15#煤底板距离奥灰平均23.18 m,且井田范围内突水系数普遍大于0.1 MPa/m,加之岩溶陷落柱和小型高角度断层发育,开采15#煤面临奥灰水威胁较大。在考虑赵庄矿的地质构造,矿山压力、奥灰水压及15#煤层开采等综合因素的基础上,建立起15#煤层底板含水层均布水压流固耦合模型,运用FLAC3D软件模拟分析了开采对底板的破坏情况,结果表明:流固耦合条件下底板的最大破坏深度为23 m,承压水最大导升高度为7 m,模拟成果可为15#煤安全开采提供参考。     

兖州矿区下组煤开采底板突水危险性评价

在系统收集兖州矿区各勘探阶段及各生产矿井水文地质资料的基础上,对兖州矿区下组煤底板奥灰含水层的水文地质特征进行了分析.利用单位涌水量资料对奥灰富水性进行了分区,综合考虑奥灰含水层的富水性、水压、隔水层厚度及底板破坏深度等因素,对影响下组煤各煤层开采的底板奥灰突水危险性进行了分区预测,为矿区奥灰水防治提供了依据.     

大远煤业煤层底板奥灰突水危险性评价

煤层底板奥灰岩溶裂隙水是山西大远煤业有限公司主要水害类型之一,本文以大远煤业现主采煤层2#为例,结合井田钻孔资料分析了2#煤底板奥灰水压、奥灰水位、奥灰顶部相对隔水层厚度等因素。计算了突水系数,绘制底板承受的奥灰水压等值线图、隔水层厚度等值线图、奥灰含水层突水系数等值线图。用突水系数方法评价矿井突水危险性,并划分了井田带压开采安全区、相对安全区、相对危险区和危险区危险性分区。根据分区、突水危险性等具体条件,提出防治水建议。     

章村矿下组煤开采底板奥灰突水影响因素分析

章村矿在向下延伸开采9#煤的过程中,隔水层厚度薄,奥灰承压水头高,面临来自奥灰含水层突水的危险。在分析井田水文地质条件的基础上,着重分析了构造、隔水层岩性组合与厚度变化、底板采动破坏三个因素对奥灰突水的影响,可知奥灰承压水水压的大小和隔水层的有效厚度及其阻水性能是决定底板能否突水最基本的因素,而断裂构造、含水层富水性和矿压则从不同角度起到了激化和促进作用。     

基于GIS保德煤矿8煤层底板突水危险性评价

为了准确评价保德煤矿下组煤煤层底板奥灰水突水危险程度,以8煤层开采为例,分析确定了煤层底板突水的各主控因素,通过建立AHP模型计算得出各主控因素权重.并在此基础上得到基于GIS的脆弱性评价模型,对8煤层底板突水危险性做出评价并分区,然后与传统的突水系数法进行比较分析.结果 表明,相对于传统的突水系数法只考虑了水压和隔水...     

华北型煤田深部开采底板突水机理与区域治理关键技术

通过对华北型煤田邯邢矿区大采深高承压水和下组煤开采条件下9起较典型的煤层底板承压突水实例进行深入系统分析,基于时空4维结构概念,首次提出了"分时段分带突破"的煤层底板突水机理,即从空间上在上组煤2号主采煤层至煤系基底奥灰强含水层之间,以薄层灰岩含水层和因采动影响而产生的各种破坏损伤及原始导升裂隙带等,按阻水能力大小划分11个阻水"分带";从时间上按煤层底板渗水及突水通道形成进程划分4个"时段"。鉴于邯邢矿区矿井深部煤层和下组煤开采受奥灰承压水威胁现状和保水开采需要,提出了奥灰岩溶水上带压开采的"区域超前治理"水害理念、"超前主动、区域治理、全面改造、带压开采"防治水指导原则和底板阻水能力评价方法;相应成功地研发了区域超前治理关键等技术体系,特别是地面多分支水平钻进关键技术研究,取得了很好的安全技术效果,创新了大采深矿井和开采下组煤奥灰水害治理方法与技术,为安全开采受承压水威胁的煤炭资源,保护煤系基底奥灰水环境提供一条新途径。     

形变——电阻率法在矿山岩体探测中的应用

目前我国许多煤矿面临水体下开采和含承压水岩层上开采的问题。前者如江河、湖泊及含水层下的采煤,要防止上部水体溃入井下;后者如华北地区奥陶系灰岩上的采煤,由于奥灰岩溶发育,煤层底板承受较大的水压,要防止底板突水,确保安全生产。防治顶板溃水和底板突水的关键问题是查明不同地质开采条件下采后上覆岩层和下伏岩层的破坏状况,也就是采动破坏裂隙的高度及深度,以便确定合理的开采方案或通过改革采煤方法控制它的发展,使     

受顶底板双向承压水威胁煤层开采技术研究

8601面为查庄煤矿深部8层煤首采工作面,直接顶为四灰含水层,下距徐灰含水层32．8m,由于四灰、徐灰含水层岩溶裂隙发育,含水丰富,该煤层开采受顶底板双向承压水威胁,为此对该煤层安全开采进行了技术研究,通过综合手段探查条件,制定了针对性的防治水措施,实现安全开采。该面为肥城矿区开采标高最深,受承压水威胁最严重的工作面,它的成功开采,开创了肥城矿区8层煤大采深、高水压开采的先河,为同类条件下其它煤层开采奠定了较好的基础。     

浅谈煤层开采奥灰突水原因与防治措施

随着我国对煤矿产业需求的不断加大,深度开采成为煤矿产业发展的必然趋势和方向。开采深度的加大,底板奥灰含水层突水的危险性也在不断地加大,为了能够降低其危险性,主要针对煤层开采奥灰突水层突水的原因及其防治的方法进行分析和讨论。     

龙泉煤矿4号煤层带压开采安全评价及防治水措施

通过对龙泉煤矿4号煤层充水水源、充水通道、底板岩层组合及阻水性能进行分析,对4号煤层底板太灰水和奥灰水突水系数进行了计算。结果表明,4号煤层奥灰水突水系数部分大于0.06 MPa/m,因此并将井田划分为两个块段,Ⅰ区为相对安全区,但也存在发生突水的可能;Ⅱ区为相对危险区,存在突水危险,必须制定专门地带压开采方案。     

井下瞬变电磁探测技术在永夏矿区防治水中的应用

永夏矿区开采主采煤层二2煤时均受到底板太原组灰岩水的严重威胁,采用煤层底板注浆改造技术可以有效预防煤层底板突水,其技术关键是对底板含水位置准确探测。利用井下瞬变电磁技术探测煤层底板的赋水性特征,确定注浆改造重点区域,并检验注浆改造效果,并可以进行巷道超前探测,预防突水事故,在永夏矿区应用效果显著。     

复杂条件下薄煤层综采方案研究

葛亭煤矿1160采区地面有密集建筑物,其煤层含有一层硫化铁硬夹矸,底板距奥灰较近。针对这些实际情况,通过理论分析和计算确定1160采区条带法开采工作面采出宽度：基岩厚度30 m以下区域,条带采出宽度30m,基岩厚度30 m以上区域条带采出宽度为40 m。工作面选用MG200/456-QWD型采煤机但是对其做了相应的改造：滚筒为强力滚筒,滚筒直径为1 100 mm,截齿采用国外凯南麦特加强型镐型截齿。通过对底板承压水突水情况的分析,认为煤层开采的安全性较高,正常情况下无突水危险。     

良庄井田后组煤的安全开采评价

在对区域和良庄井田水文地质特征分析的基础上，探讨了开采煤层底板徐家庄灰岩和奥陶系灰岩水文地质特征，得出了徐家庄灰岩和奥陶系灰岩岩溶裂隙的发育及其富水性受断裂构造控制的结论。通过对煤层底板岩层的组合特征、厚度变化及含水层水位分布规律的研究，利用突水系数法评价了井田内后组煤开采的安全性，得出了徐灰水、奥灰水对11煤的开采影响不大，对13煤的开采有一定的影响，对15煤的开采威胁大的结论。     

新陶阳煤矿中三井田四灰帷幕截流技术

山东肥城煤田新陶阳煤矿中三井田下组煤7、8、9、102煤层开采受底板四灰、徐灰、奥灰高承压水威胁严重,采煤必须治水,而最先治理的就是四灰含水层的威胁。中三井田四灰含水层的边界条件为"三面阻水,一面进水",四灰含水层较薄和相对封闭的水文地质单元,给实施帷幕截流提供了天然的条件。通过多年对南部进水边界F39、F40断层的帷幕截流,成功封堵了侧向补给,帷幕效果明显,解放了煤炭资源储量400万吨。     

孔庄煤矿Ⅱ5采区底板奥灰水综合探测技术应用

孔庄矿Ⅱ5采区两条下山施工中突遇落差约170m的断层组,使得主采煤层7煤距奥灰不足80m。通过采用瞬变电磁法、并行网络电法、反射共偏移地震法和矿井震波超前探测法等综合物探方法探测115采区两条下山距奥灰顶界的距离以及底板水的赋存情况,为安全掘进提供了准确地质依据。最终采区设计方案根据探测结果进行了调整。     

煤层底板破坏深度的综合测试方法

在奥陶系灰岩岩溶承压水上带压开采时,用综合方法进行了观测,在室内做了相似材料模拟试验,得到了不同情况下的放(注)水规律;底板岩层水平及垂直方向受力情况;附加最大剪应力值;主压力方向;应力分布曲线;底板位移曲线及底板裂隙发育状况等,从而确定了底板破坏深度。     

急倾斜煤层分段开采下部煤岩体应力及位移演化规律

为了掌握急倾斜特厚煤层分段开采时工作面下部煤岩体应力及位移演化规律,采用数值模拟方法研究了工作面下部煤岩体和工作面底板的应力及位移分布,并分析了分段高度和开采深度对下部煤岩体应力及位移的影响。研究表明：上分段开采后,下部不同深度煤岩体卸压范围均呈长轴沿煤层走向的椭圆状,但卸压范围并不对称,底板侧和顶板侧的煤岩体卸压程度不同,靠近底板侧卸压程度更大。下部煤体卸压深度大小为底板侧>工作面中部>顶板侧。煤层底板不同深度出现不对称卸压区,靠近回采分段上端部的煤层底板处垂直应力明显集中。急倾斜煤层分段开采,段高对下部煤体的卸压深度范围影响较小。开采深度不同时,随着埋深增加,工作面下部煤岩体应力集中区域增大,下部同一深度煤体的垂直应力、垂直位移均出现明显增加,开采深度对工作面下部煤岩体的卸压范围影响明显,埋深越大卸压范围也越大。     

高承压水体上开采底板岩层变形特征研究

在承压水体上开采时,煤层底板突水过程是一个复杂的非平衡、非线性的演化过程。结合朱庄煤矿3629工作面实例,利用理论分析、相似材料模拟研究方法探讨了高承压水体上开采底板变形规律,解析煤层底板隔水层在采动矿压及底板含水层水压的复合作用下的破坏深度、应力传播特征、底板突水极限压力,并将解析解应用于朱庄煤矿3629工作面底板突水预测的实际工程中,取得较好的实际应用效果。     

青东矿10煤层水文地质特征及充水因素分析

为了评价10煤层开采可能产生的水害影响,根据矿井含、隔水层的水文地质特征,指出10煤层受采动破坏,顶底板砂岩裂隙水、太原组和奥陶系岩溶水沿采动裂隙和断层溃入矿井,对矿井开采形成威胁。根据对矿井充水因素的分析,得出矿井的充水强度不大,充水通道主要为隔水层薄弱地段采动裂隙和断层破碎带。