急倾斜煤层采场围岩力学结构的探讨

根据急倾斜煤层赋存及开采特点,探讨了采场围岩的不同的力学结构形式、应力分布及变形破坏过程。     

中厚倾斜煤层残留煤的复采数值模拟

采用FLAC3D模拟了在大变形模式下,开采倾角25°下分层煤对上覆岩层应力状态、变形、位移等参数的影响规律。模拟结果表明:同一工作面上,复采比初采顶板下沉量和底板鼓起量大2～3倍;从初采到复采完毕后采空区上覆围岩会形成"回"字型不均匀沉降;通过抽样选取的25°复采现场支架反馈值与模拟顶板压力值进行对比分析,吻合性较好,且采空区顶板中部比两侧所受压力大,压力沿走向变化趋势与位移变化趋势相同。     

急倾斜煤层采煤方法的分析

急倾斜煤层开采的矿山压力的分布规律不清楚,急倾斜煤层开采的顶板管理复杂,顶板事故多。因此,通过对急倾斜煤层采煤方法的分析与研究,提高急倾斜煤层回采率与经济效益,增加安全度,促进煤炭工业的健康与可持续发展,特别是南方矿区的急倾斜煤层的开采具有十分重要作用和指导意义。     

我国急倾斜煤层开采的现状及发展趋势

本文回顾了我国急倾斜煤层开采的四个历史阶段，对当前采用的七种主要开采方法进行了详细评述。从急倾斜煤层开采的机械化和放顶煤等方面阐述了我国急倾斜煤层开采的技术发展趋势。     

急倾斜煤层护巷煤柱开采

为有效回收急倾斜煤层开采时为保护巷道留设的煤柱,提高煤炭回收率和矿井经济效益,对长沟峪煤矿-140 m水平东一石门保护煤柱的开采进行理论研究和数值分析,实践成功地采出煤炭40余万吨,取得了较好的经济效益,为相似条件下保护煤柱的开采提供了理论依据,并具有借鉴作用。     

矿井急倾斜煤层开采实践

我国急倾斜煤层分布广泛,其地质条件大多数比较复杂,经过长期的勘探和开采,对现有生产矿井中的急倾斜煤层的赋存特征已有相当的了解,急倾斜煤层的开采方法与煤层埋藏的地质条件有密切关系。开采急倾斜煤层的煤矿存在水害威胁、瓦斯、自然发火等重大安全生产隐患。为了保证急倾斜煤层综放工作面安全开采,加强回采工艺各环节管理,防止溃水溃泥、瓦斯增大等带来的不安全隐患。通过改革综采支架和开采技术管理,增强综放工作面安全开采。回采实践证明,急倾斜煤层开采管理方法保证了梅河煤矿四井多个综放工作面的顺利安全回采,创造了巨大效益。至今在梅河煤矿四井急倾斜煤层综放开采经历了25年,有较成熟的开采经验。为类似矿井开采提供了宝贵的管理经验。     

急倾斜邻近煤层开采顺序对管线安全的影响

为了合理回收管线下方压覆的急倾斜邻近煤层煤炭资源,以新疆鄯善到乌鲁木齐输气管线穿越的碱沟煤矿为工程背景,运用数值模拟方法,对急倾斜相邻煤层开采三种不同开采顺序引起的管线变形与应力变化进行了研究,结果表明:不同开挖顺序导致管线的变形和应力有较大的变化,方案2(先采较薄煤层后采较厚煤层)对管线变形和应力影响较其他工况影响小;管线的安全性不仅取决于开采条件、岩体及管道自身的力学参数等自然因素,而且与开挖顺序密切相关。     

急倾斜煤层顶板控制方法

通过分析急倾斜煤层顶板特点,并结合开采实践经验,阐述了龙湖矿急倾斜煤层开采的支架布置方式和采空区处理方法,对开采急倾斜极薄煤层的顶板控制具有一定的借鉴意义。     

急倾斜煤层开采巷道综合支护技术措施研究

在对急倾斜煤层开采巷道变形与破坏特征机理进行归纳分析后,结合巷道综合支护原则,对急倾斜煤层开采巷道两帮部及顶部综合加固支护处理技术措施进行详细分析研究。     

急倾斜水平分段放顶煤开采岩移规律

采用相似材料模拟实验研究方法,对急斜特厚煤层水平分段放顶煤开采上位顶煤与采场上覆岩层运动与破坏规律以及地表变形进行了系统的研究,阐明了上位顶煤与采场上覆岩层存在不稳定拱和地表向顶板方向偏移的非对称性下沉.     

急倾斜重复采动软岩巷道失稳破坏分析

基于赵家坝煤矿3964巷道围岩稳定性控制,采用地质雷达现场探测和理论分析结合的手段确定了巷道围岩的松动圈范围,并对多次重复采动条件下急倾斜煤层软岩巷道围岩失稳破坏机理进行分析。结果表明:复杂的地质力学环境、重复采动影响和支护方式及参数不合理是造成巷道呈"底板隆起,顶板下挫"相互错动的非对称性变形破坏的主要原因。在此基础上,提出了以高强高预应力扭矩应力锚杆、高强度让压均压锚索为基础的非对称性多介质结构耦合支护对策,并在生产实践中取得了良好的技术经济效益。     

两硬条件5米一次采全高工作面顶板控制的研究

针对大同“两硬”条件5m左右特厚煤层一次采全高工作面顶板情况,对顶板进行弱化处理的原因及必要性进行了讨论,计算了深孔爆破人工强制放顶的参数,并对其在生产实践中的应用效果进行了分析总结。     

大倾角厚煤层综放开采顶煤移动规律与破坏机理的离散元分析

应用UDEC2D计算程序,对某煤矿大倾角厚煤层综采放顶煤的空间效应及其放煤机理进行了数值模拟,揭示了在综放开采过程中采场覆岩与项煤的移动规律及相应的应力场、破坏场的变化特征,并对控顶区顶煤的变形破坏特征及直接顶的离层跨落步距进行了分析.     

露天矿相邻采区间内排压帮高度及 重复剥离深度的综合优化

分析了不同压帮方式的内排运距特点与计算原理,建立了内排压帮高度及重复剥离深度的数学模型,得出通用的计算公式并给出有效判据。以黑岱沟露天矿为例,采用费用补偿法确定最优的内排压帮高度,利用最小重复剥采比确定最佳的重复剥离深度。研究结果表明:分区开采露天矿相邻采区间内排压帮高度与重复剥离深度需同时确定,以费用补偿法建立的数学模型简单且可靠,研究成果对露天矿相邻采区间生产设计具有指导意义。     

注水法软化煤层在梅河一井综放中的应用

为了降低综放工作面粉尘体积分数,采用煤层注水的方法对梅河一井综采放顶工作面煤层进行降尘,结果表明:通过合理的选择煤层注水钻孔施工工艺,优化煤层注水参数,减少影响煤层注水效果的因素,加强煤层注水的日常管理,使水从煤体的裂隙和孔隙中挤走大量的游离沼气,延迟了瓦斯解吸释放的时间,降低了煤层开采时的瓦斯涌出量及上隅角瓦斯体积分数,杜绝了瓦斯超限现象。另外,在高瓦斯矿井煤层注水能使煤质变软,增加塑性,从而减少冲击,降低煤与沼气突出次数。实践证明:是煤层注水是一种行之有效的方法,为其他采区的综放工作提供了先进的方式和经验。     

乌东煤矿45~#急倾斜煤层采空区与水患探测分析

神新公司乌东煤矿急倾斜特厚煤层已进入深部开采水平。历史性无序开采形成的采空区分布的不规则性与水患严重影响深部安全开采。以乌东煤矿+600水平东冀45#急倾斜煤层工作面附近历史性采空区与水患探测为目标。通过现场调查,基于雷达探测,分析了采空区与水患情况,为现场安全开采提供科学依据。     

急倾斜特厚煤层综放开采工作面水患防治

急倾斜煤层开采形成的采空区水患问题是主要灾害之一。地下水系统中的渗流具有非线性特征。随采深增加,渗水半径与渗流量加大,给安全生产带来威胁。以铁厂沟煤矿+645水平45#煤层掘进工作面探放水为例,通过现场开采情况调查,采用矿用坑道钻机进行探查预计,确保矿井安全掘进及生产,为开采扰动范围灾变预报和控制提供了借鉴。     

急斜煤层预爆破顶煤裂隙特征钻孔光学测定

煤岩裂隙钻孔光学窥视测定是基于数字图像相关方法(Digital Image Correlation,DIC)光学测量手段,基于室内光学测试技术,改进煤岩损伤与裂隙现场声光电综合测试装置,以碱沟煤矿+564 m水平B3+16急倾斜煤层工作面为例,经过对超前预爆破顶煤裂隙特征测定,定量分析了顶煤裂隙的数量、大小和倾角,确定裂隙方位,为安全开采提供保障.