风氧化带内煤层开采覆岩移动破坏规律研究

依据皖北矿务局百善煤矿风氧化带煤层安全开采实践，在大量物理力学试验的基础上，阐述了风氧化带煤层顶板岩性变异特征；根据现场实际观测的数据，分析总结了工作面进入风氧化带开采的覆岩破坏移动规律，并从理论上解释了移动规律产生的原因。为风氧化带内煤层安全开采提供了理论依据，在一定程度上丰富了我国的“三下”开采技术。     

袁庄煤矿煤层瓦斯涌出主控因素分析及研究

随着开采深度的增加,袁庄矿煤层瓦斯涌出量逐年增大。为保证井下安全生产以及合理制定瓦斯治理措施,本文以袁庄煤矿4煤层为例,通过该煤层各主要工作面瓦斯涌出量数据的统计分析,确定了4煤层瓦斯风化带的下限标高。运用瓦斯地质理论,根据实际瓦斯涌出参数资料,系统分析了煤层埋深、地质构造、顶底板岩性、岩浆岩侵蚀对该煤层瓦斯涌出的影响,确定煤层埋深和牛眠向斜构造为本矿煤层瓦斯涌出的主控因素。     

急斜煤层上覆基岩风化带受力与变形分析

为了研究基岩风化带在急倾斜煤层开采的影响下的移动规律,运用求解非线性大变形问题有限差分法(FLAC3D)对急倾斜煤层开采下基岩风化带进行数值模拟,重点分析了基岩风化带的顶部和底部的应力与变形。得出了基岩风化带的最大下沉值以及水平移动都偏向于煤层的上山方向,但随着岩层运动的向上发展,受急倾斜煤层开采的影响也开始减弱,在基岩风化带顶部的变形与受力的最值都相对底部向采空区正中间偏移。     

矿山压力对煤层底板破坏深度的数值分析

随着煤炭资源开采深度加大,带压开采已经成为我国深部矿井普遍应用的一种采煤方法,这样面临的煤层底板突水问题变得更加集中。突水系数理论作为评价带压开采煤层底板突水危险性的主要依据,因矿山压力导致煤层底板破坏深度的确定对得出可靠的突水系数值显得尤为重要。本文根据城郊煤矿的开采实践,利用F-RFPA2D软件对煤层底板破坏深度进行数值模拟分析,动态再现煤层底板破坏过程,并得出在不同矿山压力过程中对煤层底板的破坏深度。     

玉华矿开采煤层煤质及其用途探讨

从煤质、煤类、煤的风化和氧化等方面,分析了玉华矿开采煤层煤质及其用途。     

渭北煤田煤岩层深部异常风化的成因类型

目的 探讨渭北C-P煤田深部煤岩层异常风化的成因类型。方法 通过大量井下地质调查、煤岩样品鉴定与分析，对所揭露的众多煤岩层风化点进行了研究。结果 渭北煤田存在岩溶塌陷裂隙导通风化型、断裂垂向导通岩溶风化型及断裂横向导通古窑风化型等3种深部风化作用成因类型；来自煤系底部与外界相通的奥陶系石灰岩溶洞中的空气及煤系浅部与古窑相通的空气是引起深部煤岩风化的主要因素，煤层上下部含水层及煤层本身与顶、底板岩石中的黄铁矿结核为促使风化作用的次要因素。结论 该研究为煤岩层深部风化带预测提供了依据。     

甘肃河西地区浅煤层地震采集技术应用

甘肃河西部分地区煤层埋深浅,地表结构复杂,砂砾层厚度变化剧烈,浅层地震地质条件变化较大,成孔形式不一,数据采集困难。同时,浅层反射地震资料中面波一般比较发育,对有效信号形成干扰,现用于中深部、深部地震勘探的技术手段不适用浅层地震,为更好地提高浅层地震资料的信噪比和可信度,在目的层埋藏浅地区采用小道距观测系统,缩小CDP面元的大小,放大地质现象,使地质现象反映更为清晰,最大限度提高资料分辨率和浅层反射波的损失的问题。通过本次勘探进一步查明了勘查区内主要可采煤层的赋存形态和深度,查明了主要可采煤层风氧化带范围。     

“阶梯式”综采工作面安全快速对接技术

正百善煤矿六四采区6413综采工作面靠近煤层风氧化带,受其影响,使切眼呈阶梯状,风巷及各切眼局部地段遭受中等程度风化,产状变化较大,并且在工作面内百善主体向斜东翼绝大部分范围内"三隔"缺失形成"天窗区",正常回采时带来一定的安全隐患。由于地质构造复杂,如果采用正规矩形工作面布置,将造成煤炭资源采出率低的现象。为了提高煤炭采出率,工作面布置了三个倾斜长度不等的切眼,提前将液压支架、刮板运输机中部槽安装在切眼内,待回采至各切眼位置时,实施设备对接工作。由于对接前对设备和现场条件的分析充分,现场     

煤层底板变形与破坏规律直流电阻率CT探测

从煤层开采引起底板破坏的一般规律出发,探讨了底板岩层破坏与其电阻率的响应关系。介绍了直流电阻率CT探测技术的原理与方法,按照采动底板岩层活动规律设计了探测方案,进行煤层底板破坏深度的动态直流电阻率CT探测。通过在淮北某矿1028工作面风巷中底板位置施工2个钻孔,在孔中埋置一定数量电极,形成孔间探测剖面,并根据工作面回采进度探测不同时期岩层电场变化特征,反演其电阻率值,得出煤层底板采动裂隙演化过程中的岩层电阻率响应特征和1028工作面底板破坏深度为17 m,为煤矿安全生产提供直观有效的技术参数。试验结果表明:采用直流电阻率CT探测煤层底板采动破坏带演化过程效果明显,能显示出底板在回采过程中变化破坏情况,有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订。     

近距离煤层开采对上煤层煤柱氧化影响与治理研究

为研究下部近距离煤层开采引发上煤层工作面煤柱氧化问题,以某煤矿9#煤层2394工作面回风顺槽煤柱为研究对象,研究了其下方12#煤层2322工作面开采后采空区上方“两带”分布高度特征和下山边界影响区的范围。研究结果表明,该回风顺槽煤柱处于下煤层工作面采空区上方裂隙带及下山边界影响区范围内。同时,运用FLAC3D模拟了该煤柱内的应力、位移和变形破坏特征,模拟结果表明,下方12#煤层工作面开采是造成了9#煤层回风顺槽煤柱变形破坏的主要原因。由于煤柱破坏变形及在掘进正压通风的影响下,该煤柱内出现了高温氧化现象。通过采取煤层注水、喷浆隔氧、保障通风等措施,消除了煤柱火灾隐患。     

矸石井壁后注浆技术在煤矿生产中的应用

<正>朱集西煤矿设计年生产能力400万吨,工业广场内布置有主井、副井、风井和矸石井共四个井筒,其中主、副、风三井表土段和基岩风化带采用冻结法施工,矸石井表土段和基岩风化带采用钻井法施工,下部基岩段采用地面预注浆法堵水、普通钻爆法施工。矸石井钻井段设计净直径为5.2m,穿过表土冲积层厚度为469.55m,钻井直径7.7m,钻井深度545m,井筒全深1000m。矸石井钻井段井深0~361m为钢筋混凝土井壁,361~541m为双层钢板混凝土复合井     

综放工作面过风氧化带围岩控制技术

平朔井工三矿39017工作面局部区域为风氧化带,综放工作面过风氧化带期间存在安全隐患问题,为使综放工作面安全高效通过风氧化带,采取如下措施:一是在39107辅运巷超前注浆加固;二是使用U型棚支架加强支护39107辅运巷;三是加强工作面条件管理,如提高初撑力、顶梁铺网、架前注浆等方法。目前工作面已顺利通过风氧化带,确保了安全生产,提高了煤炭回收率,提升了生产效益。     

煤炭地下气化“三带”特征及影响变量的研究

阐述了煤炭地下气化的原理,根据气化煤层的温度、主要化学反应及煤气成份的不同,将气化过程沿气通道划分为3个带,即氧化带、还原带和干馏干燥带。分析了“三带”的物理化学特征,并讨论了主要变量－－温度、水涌入速率、鼓风的量与质、煤层厚度、操作压力以及气化通道的长度和断面对煤气质量的影响及各变量之间的相互关系。为进一步探讨煤炭地下气化过程和影响因素、预测产品煤气的组成、选择最佳控制参数以及确定适宜的气化工艺,提供了必要的依据。     

鹤岗风化煤的微生物降解研究

利用青霉菌等４种微生物降解鹤岗风化煤及稀盐酸处理样，得到了降解效果。酸处理风化煤的降解远好于示处理的风化煤。对产物的分析结果表明，微生物的降解作用使煤样发生了变化；降解过程中伴随着Ｏ，Ｈ，Ｎ含量的增加，酸性官能团含量及ＦＴ－ＩＲ谱上吸收带的变化。     

膨胀土地区边坡活动带深度确定的吸力法

应用Mitchell原理把吸力作为深度的函数，分别在西安一汉中高速公路南郑段K86＋060、K91＋110两处膨胀土边坡的坡顶和坡脚现场开挖观测井，利用张力计进行不同深度处吸力值的现场量测，确定两边坡最大吸力值和影响深度下的平衡吸力值；然后采用原状膨胀土进行水平土柱入渗试验，计算得到土体扩散率。根据以上量测和计算的参数确定大气影响深度，最后通过建立膨胀土边坡破坏模型方程，确定浅表层破坏深度。结果表明：两路堑边坡膨胀土吸力最大值均介于70～80kPa，膨胀土的活动带深度介于1．71～1．74m；浅表层破坏发生在活动带范围之内，其可能破坏深度为1．59～1．72m，二者深度十分接近，表明活动带深度以下的膨胀土层基本处于稳定状态，不受气候条件的影响。     

煤层倾角变化对采动覆岩变形规律影响的相似模拟试验研究

为研究工作面开采后顶板变形破坏随煤层倾角变化的规律,以南桐矿区不同倾角的同一煤层开采为工程研究背景,分别选取缓倾斜、倾斜、急倾斜三种煤层倾角进行煤层开采顶板变形破坏规律的相似模拟试验。对相似模型开挖前后图像进行数字散斑相关法处理,得到相似模型煤层开采后顶板覆岩位移及平面总应变等值线云图。通过综合分析顶板位移及平面总应变可知：上覆岩层变形的破坏程度总体上是随煤层倾角的增加呈减小趋势,其下沉剧烈区域和膨胀变形破坏剧烈区域呈逐渐向工作面上山方向发展的趋势;根据顶板位移云图和平面总应变云图中的等值线极值区域特征,确定了缓倾斜、倾斜煤层开采垮落带、裂隙带高度和偏心程度等参数,并根据"压力拱"理论确定了急倾斜煤层开采裂隙带范围;随煤层倾角增大"两带"高度总体上呈减小趋势,且"两带"偏心方向呈向上山方向增加的趋势。     

采空区“三带”宽度的研究与测定

介绍了丁集煤矿1262(1)综采面在上下风巷预埋束管,抽取采空区气样,测定使用采空区气体变化情况,通过监测监控,分析采空区氧气浓度沿工作面走向的分布规律,确定采空区遗煤氧化的"三带"宽度,找出工作面推进速度与采空区遗煤处在氧化带时间的关系,为工作面安全回采提供指导。     

点荷载试验——一种研究岩体风化分带的快速方法

通过对大渡河大岗山电站风化花岗岩的点荷载试验所获得的风化抗拉强度指数,和地震波速度、总孔隙度、吸水率等,均随岩体风化带的变化而有规律地变化,而且,点荷载试验指标与其它试验指标间均具有较好的相关性。因此,用点荷载试验不仅能客观地直接进行岩体风化分带,而且还可以确定不同风化带岩体的某些物理、力学性质指标,是一种研究岩体风化分带的快速简便方法。     

综放采空区自然发火规律动态数值模拟

数值模拟是研究煤层自燃规律,实现自燃预测预报的重要方法.建立了含自然对流、强制对流及扩散的传质、传热与煤氧化相耦合的采空区自燃数学模型;通过现场监测确定了陈家沟煤矿下分层综放开采时,采空区自燃数值模拟相关区域的范围及其边界条件;实验测定了陈家沟矿煤样在不同温度时的耗氧速度和氧化放热强度,并按照Arrhenius定律拟合出其函数关系式;在此基础上实现了采空区自燃的动态数值模拟.开展了系列数值模拟实验,得到了不同工作面推进速度时采空区空气渗流速度场、浓度场及温度场随时间的变化规律.研究得到不发生煤层自燃的工作面最小推进度为3 m/d,当工作面推进度长期小于3 m/d时,采空区进风侧首先出现煤层自燃.     

晋辽柳沟矿井瓦斯地质规律研究

介绍了古县晋辽柳沟煤田断层、褶曲、水文地质条件、顶底板岩性和埋深等对瓦斯赋存的影响,研究了其瓦斯含量的分布及瓦斯风化带的确定。