上覆煤层开采对下方巷道的稳定性影响分析

分析了上覆煤层工作面开采过程中产生的支承压力对下方轨道大巷产生的影响.通过理论计算工作面底板最大破坏深度为18.57 m.结合工程地质条件,运用大型数值模拟软件ABAQUS建立三维计算模型对开采过程进行模拟,发现工作面开采会使轨道大巷周边围岩应力提高很多,尤其是顶板范围内的应力水平上升约6 MPa.     

上覆遗留区段煤柱对下伏煤层开采扰动影响研究

上覆遗留区段煤柱导致底板应力环境改变,而下伏采场在开采扰动和遗留区段煤柱底板高应力双重作用下极易出现剧烈矿压问题。根据遗留区段煤柱对底板应力的扰动传播规律,研究了下伏煤层开采前后上覆遗留区段煤柱对底板应力的扰动演化机制,计算分析了遗留煤柱区域下伏煤层开采的扰动宽度范围;应用FLAC3D数值软件模拟了上覆遗留区段煤柱影响下下伏煤层开采的扰动破坏特征;现场实测验证分析了遗留区段煤柱对下伏煤层巷道布置及采场来压的影响。结果表明:下伏煤层开采前遗留区段煤柱对下伏煤层的扰动范围与煤柱宽度和层间距呈正相关关系,但层间距对扰动范围的影响更为显著;下伏煤层开采后,在采动及遗留区段煤柱底板高应力叠加作用下,下伏采场推进方向由煤壁向采场前方深部,扰动宽度较下伏煤层开采前呈增加—减小—稳定趋势,并在超前支承压力峰值处宽度达到最大;煤柱宽度20 m时,下伏煤层开采后的最大扰动宽度可由开采前的30 m增加至36 m,增加20%,扰动角由32°增高至45°,增高40.6%,超前支承压力峰值较开采前也增加了14.8 MPa;且现场回采时,遗留煤柱区域下伏采场来压步距均值28. 3 m,较采空区下来压步距均值20.5 m增加约38%,动载系数增高约7.1%,应加强遗留煤柱扰动范围内的顶板维护,确保下伏采场安全开采。     

平顶山矿区上伏遗留煤柱对下伏煤层应力响应机制研究

平顶山矿区上覆戊组煤层群开采过程中遗留的上下山大型煤柱,对下伏己组煤层巷道掘进以及开采过程中顶板压力和煤层赋存状态具有重要影响。为研究上伏遗留煤柱对下伏煤层的影响,采用锚杆应力计对顶板的应力进行研究。根据下伏煤层巷道锚杆应力的现场原位监测,可将上伏遗留煤柱对下伏煤层的应力影响划分为三个区域：影响微弱区(Ⅰ区)、影响剧烈区(Ⅱ区)、稳定影响区(Ⅲ区)。并通过FLAC3D软件模拟分析了影响区内的应力变化趋势,验证了上伏遗留煤柱对下伏煤层的影响规律。研究成果可为下伏己组煤层掘进与回采通过煤柱时的顶板管理、瓦斯治理及防突措施提供理论依据和现场指导。     

上覆煤层开采围岩变形规律研究

为了研究上覆煤层开采围岩变形规律,确保下伏煤层的安全开采,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了上覆煤层开采过程中煤岩体的垂直应力变化情况、煤层顶板垂直应力与工作面推进距离关系以及上覆煤层开采围岩变形特征。研究得出,随着上覆煤层的不断推进,工作面下伏煤层支撑应力呈“M”型分布;随着工作面的不断推进,下伏煤层应力形成应力恢复区、膨胀变形区和压缩区3个区。     

近距离倾斜煤层群上保护层开采对沿空留巷的影响研究北大核心

为研究近距离倾斜煤层群上保护层工作面开采布置对被保护煤层工作面沿空留巷的影响,以崔家寨煤矿1112工作面地质条件为工程背景,通过现场调研、理论分析、数值模拟和工业性试验等方法,对上保护层工作面卸压保护合理布置方式进行了研究。结果表明:上保护层采空区下方底板整体应力值较低,其下侧实体煤较上侧实体煤下方底板应力值要高;上保护层工作面布置于被保护工作面沿空巷道上方时能够更好的对沿空巷道围岩起到卸压效果。将优化后的上保护层工作面布置方式应用于1114工作面回采期间,现场液压支架工作阻力和沿空巷道围岩矿压监测数据证实了优化后的方案能够有效控制巷道围岩变形,改善沿空侧1114轨道平巷的围岩应力环境,提高沿空留巷服务期的安全性。     

多煤层开采上覆关键层位置的研究

根据多煤层开采中上覆关键层的位置确定的重要影响,在高瓦斯煤层群的开采中,研究了关键层还可确定上下邻近层中高低位瓦斯富集区的位置。基于阳泉矿区南庄煤矿的地质条件,采用理论计算和数值模拟结合的方式,确定了上覆关键层的位置,通过现场测试验证,取得良好的效果。     

下伏煤层开采引起的大巷变形规律模拟研究

针对泉沟煤矿要采出-115大巷下压煤,同时要保证上部的大巷正常使用的技术难点,进行了下伏煤层开采大巷围岩活动规律的模拟分析.研究了下伏两煤层开采引起的岩层运动规律及其对-115大巷造成的影响.此外,采用RFPA数值模拟系统,就大巷支护方式、下伏煤层与大巷距离、下伏煤层开采顺序等因素对-115大巷围岩稳定性造成的采动影响的普遍规律进行了系统分析,并提出相应措施.研究结果表明：-115大巷的原支护不能保持其稳定性,通过采用必要的加强支护措施后,大巷的稳定性是有保证的.     

近距离煤层群开采上覆煤层自燃危险区域探测技术

针对近距离煤层群采空区自然发火隐蔽高温区难以识别问题,采用分布式光纤温度探测技术对火源高温点监测,以及井下近距离抽气的束管探测技术对气体异常点监测。根据近距离煤层群开采遗煤分布特征及漏风规律,布置符合现场实际情况的气体测点,通过现场观测结果研究了采空区内温度分布及气体分布规律。结果表明:光纤测温结合近距离束管抽气的方法能较全面地监测近距离煤层群开采上覆煤层自燃关键参数变化,同时对类似矿井火区探测研究具有较好的借鉴意义。     

上覆煤层老空水水体下煤层开采

针对上覆煤层采空区老空水带压情况下煤层安全开采的问题,通过研究中北煤化工有限公司色连二号井12408工作面回采前对上部12309、12308采空区老空水的疏放,以及采空区内剩余少量余压与保护层厚度的相互关系,在采取增加工作面排水系统能力的情况下,实现安全生产。从技术管理上总结了上覆煤层采空区老空水情况下煤层安全开采的经验。     

“共采”下覆煤层巷道变形规律分析

在近距离煤层共采过程中,下覆的煤层顺槽巷道的围岩稳定性受上覆工作面矿山压力影响较大。以平朔矿井"共采"煤层为研究对象,观测分析了4号煤层下覆9号煤层巷道围岩变形规律,认为在近距离条件下,下覆煤层巷道的初始开挖应力重新平衡、上覆工作面超前移动支承应力、顶板周期来压等是导致下覆煤层巷道围岩变形的因素。     

2~#煤层回采工作面过空巷安全开采技术

顶板支护和通风管理是嘉阳煤矿2#煤回采工作面过空巷安全开采的关键。该矿支护问题解决方案:超前、及时、生产工序配合;通风问题解决方案:系统有计划的配风,抓好现场设施管理。确定从技术方案上解决,从现场管理上落实,实现了2#煤层回采工作面安全开采过空巷。     

煤层开采厚度变化对上覆松散含水层影响研究

为确保煤矿区地下水资源的可持续利用,采用数值模拟方法研究煤层开采厚度变化对上覆松散含水层的影响。结果表明:对于新近系含水层,在采厚小于6m时,含水层未被疏干,在采厚为6,8,10和12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为300,270,150和120d;对于第四系含水层,在采厚小于10m时,含水层未被疏干,在采厚为10,12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为90,60d。研究成果为煤矿区松散含水层地下水资源保护提供依据。     

下保护层开采对上覆煤巷的动态影响规律分析

针对煤矿下保护层开采导致上覆煤巷围岩应力发生变化从而影响巷道围岩稳定的问题,对煤层群上行开采机理进行了分析,得出要实施上行开采的关键在于找出围岩裂隙破坏发展规律,重点在于控制煤层上覆岩层的层间滑动和台阶错动。通过在某矿11269工作面回采过程中,对下煤层11269回风巷及上煤层11233运输巷的超前支承压力进行观测,得出了11269回风巷和11233运输巷超前支承压力分布规律及拟合曲线,为工作面的安全开采提供科学依据。     

下保护层开采上覆煤岩体变化的数值模拟

为了实现含突出煤层的煤层群安全高效回采,依据淮南潘三矿1792(1)保护层工作面的地质条件及开采参数,对保护层工作面开采过程中围岩的变化规律进行了数值分析及现场相关参数测试。研究结果表明:随保护层工作面的推进,围岩卸压几何特征由"V"字型转变为"W"型,被保护煤层保护范围内某点膨胀量变化的几何特征为"S"型;覆岩变化的时空规律决定了高位钻孔、地面钻井等抽采参数经历活跃期、丰富期、衰退期3个阶段;数值分析结果和现场抽采参数分析结果基本吻合。     

马兰矿10316工作面近距离煤层跨空巷回采经验

西山煤矿总公司马兰矿10316工作面成功跨过近距离煤层12308工作面轨道巷、尾巷和横贯回采，为回采工作面跨空巷提供了宝贵的经验，本文介绍了巷道支护方案和矿压监测结果，并通过分析比较回采工作面过空巷矿压显现规律，得出了跨空巷回采对巷道影响相对较小的结论，为今后跨空巷回采设计提供了理论依据。     

下伏开采软岩巷道底鼓机理与控制技术

综合运用现场实测、数值模拟与工程实践等手段,分析了磴槽煤矿下伏煤层开采软岩巷道围岩的变形破坏特点,揭示了下伏开采软岩巷道底鼓机理：下伏煤层采动使巷道底板成为碎裂结构,并致使巷道两帮产生收敛变形挤压底板;破碎的巷道底板在地应力和集中应力共同作用下向巷道内移动,形成底鼓。提出了由预留变形量、初次高性能锚网喷支护、锚注二次加固、底角高性能锚固与注浆加固组成的底鼓控制技术。工程应用效果表明,所提出的底鼓控制技术有效地控制了巷道底鼓,保证了巷道围岩和支护结构的稳定,可为其他下伏开采软岩巷道的支护设计与底鼓控制提供理论依据和实践参考。     

煤层开采弱透水层厚度变化对上覆松散含水层影响研究

在研究煤矿区地质、水文地质及采矿条件等的基础上,采用Visual MODFLOW进行煤层开采弱透水层厚度变化对上覆松散含水层影响的数值模拟研究。结果表明:在模拟期间,松散含水层地下水位下降幅度随着弱透水层厚度增大逐渐减小。研究成果为煤矿区松散含水层地下水保护提供了依据。     

下伏煤层开采对上方运输大巷的采动影响研究

因下伏煤层开采对上覆煤层开采的运输大巷造成不利影响,为了确定采动影响下运输大巷的破坏范围及程度,以便制定下伏煤层开采方案的设计和大巷加固措施,采用FLAC3D软件对采后运输大巷的移动变形情况及所处位置岩层的应力分布情况进行了模拟,结合极限平衡理论与大巷围岩及其支护体的自身特点,分析了大巷变形破坏的原因。研究结果表明:21040工作面的回采不会影响大巷的稳定,21060工作面回采结束,在大巷的280—500 m段,巷道砌体受到不同程度的损坏,其中240—440 m段破坏会较为严重。大巷围岩强度较低、完整性差,巷道砌体的损坏导致其支护阻力降低以及大巷所在位置岩层应力高是导致其变形破坏较为严重的原因。     

近距离煤层下行开采下煤层回采巷道布置

针对某矿残留煤柱下煤层开采所遇到的回采巷道合理布置问题,通过理论分析、数值模拟和现场应用等研究方法,分析了某矿近距离煤层下行开采残留煤柱的底板破坏范围及对下煤层回采巷道稳定性的影响。利用土力学的太沙基理论并结合某矿3~(-2)号煤层及底板岩体的力学性质计算了残留煤柱下底板破坏范围,又运用数值模拟研究了残留煤柱载荷作用下外错5 m布置回采巷道的应力场与塑性区分布情况,并且对某矿3~(-3)号煤33305工作面掘进巷道进行了验证分析,最终验证了回采巷道外错5 m布置的合理性。