长治三元晋永泰煤矿水文地质条件分析

针对计划开采的15~#煤层面临的水害问题,采用综合分析法,对长治三元晋煤永泰煤矿含水层富水性、隔水层隔水性及地下水补径关系进行综合分析,认为在上覆3号煤层导水裂隙带影响下,15~#煤的导水裂隙带有导通到地表的可能,15~#煤层顶板水富水性变化大,底板标高高于奥灰水水位标高。计划开采的15~#煤受采掘破坏或影响的含水层有一定的补给水源,但补给条件一般,综合分析矿区水文地质类型为中等型。     

上行开采条件下多煤层开采覆岩破坏规律研究

为了定量研究上行开采条件下单一煤层和多煤层开采的覆岩破坏规律,利用FLAC3D数值模拟软件,分别对麦垛山煤矿仅开采6煤和先开采6煤后开采2煤两种情况下覆岩破坏规律进行了研究,结果表明:仅开采6煤时,弯曲下沉带主要发育在地表以下491.02 m,导水裂缝带发育高度为51.70 m,地表下沉值为94.00 mm;先开采6煤后开采2煤时,弯曲下沉带主要发育在地表以下380.00 m,6煤导水裂缝带发育高度为59.00 m,地表下沉值为375.00 mm。上行开采对于下部煤层6煤导水裂缝带发育高度影响不大,由于上部煤层2煤导水裂缝带的发育,导致弯曲下沉带范围缩小,地表下沉值由于上部煤层2煤的开采而显著增大。     

压煤开采安全上限标高数值模拟研究

针对桃山水库下铁麒煤矿主要压煤煤层受到水库上方水患的影响,以桃山水库下铁麒煤矿主要压煤煤层的地质条件为背景,运用计算机FLAC3D数值模拟软件进行煤层开采的建模及模拟,针对其塑性区发育特征的变化进行分析,得出煤层开采后导水裂隙带的最大发育高度为57 m,并分析得出铁麒煤矿桃山水库下压煤煤层的安全开采上限标高为+12 m,作为最终开采最大上限取值。研究结果为铁麒煤矿后续煤层的开采提供了参考依据,指导生产实际。     

永夏矿区三2煤开发技术研究

基于顶板平衡结构岩层高度和三带判别方法,对二2煤开采后对三2煤的影响进行了计算和分析,按顶板平衡结构岩层高度计算,三2煤层处在二2煤层顶板平衡岩层上部,且距平衡岩层下部边界约60 m左右处;按三带判别法,三2煤层处在二2煤层顶板之上的弯曲下沉带中,且距裂隙带上部边界40 m左右处,因此,二2煤层开采对三2煤不会产生破坏影响.另外,根据模拟和岩层移动观测,分析了三2煤层与二2煤层同时开采的时空关系.     

永城矿区缓慢沉降带中三2煤层开采技术

结合新庄矿井地质情况,对矿井下部二_2煤层开采后对上部三_2煤层开采所造的各种影响进行研究。通过现场观测,对二_2煤开采后顶板岩层形成的三带进行了理论分析和计算,指出了三_2煤层与二_2煤层开采的合理时空关系,对三_2煤层顶底板稳定性进行分析评价。     

永夏矿区三2煤开发技术研究

基于顶板平衡结构岩层高度和三带判别方法，对二2煤开采后对三。煤的影响进行了计算和分析，按顶板平衡结构岩层高度计算，三2煤层处在二2煤层顶板平衡岩层上部，且距平衡岩层下部边界约60m左右处；按三带判别法，三2煤层处在二2煤层顶板之上的弯曲下沉带中，且距裂隙带上部边界40m左右处，因此，二2煤层开采对三2煤不会产生破坏影响。另外，根据模拟和岩层移动观测，分析了三2煤层与二2煤层同时开采的时空关系。     

下保护煤层的开采强度对上解放煤层影响程度的分析研究

开滦集团赵各庄矿业分公司9煤层属于煤与瓦斯突出煤层,为了保证9煤层安全开采,采用了下保护层12煤层的开采,9煤层对应的区域将全部处在12煤层的冒落裂隙带内,泄放9煤层中的瓦斯,降低9煤层的瓦斯含量,对9煤层起到很好的保护作用。     

五沟煤矿三采区煤层合理开采顺序与顶底板破坏情况的研究

为解决开采滞后、采掘接替困难及煤炭回采率等问题,以五沟煤矿为例,研究了10煤顶板与72、81煤底板的破环情况,并验证了五沟煤矿三采区煤层开采顺序的可行性。研究结果表明:10煤开采对上部煤层没有影响或影响很小;72煤开采后的底板破坏带发育较深,对81煤影响较大;81煤开采后的底板破坏带亦对82煤的影响较大。     

薄基岩下厚煤层开采防水煤岩柱研究

该文分析了太平煤矿六南区域3煤层的赋存、上覆基岩及第四系底部含水层的含隔水情况,采用理论计算法及经验对比法确定了3煤层开采需留设的防水煤岩柱尺寸,对开采破坏影响因素进行了模拟分析,并提出了开采该区域的安全技术措施。     

基于关键层的采空区上方近距离煤层安全开采

为研究崔家寨煤矿5煤采空区上方近距离6煤安全开采的可行性,通过运用关键层理论分析和数值模拟方法,确定了关键层层位,掌握了采动压力变化规律,分析了采空区上方覆岩“三带”分布及上下煤层采动影响的时空关系,判别了上下煤层实际间距的安全性,认为可以对6煤进行开采。并制定出了安全开采的对策,为今后类似条件下进行上行开采提供可靠依据。     

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。     

三维地震勘探在准格尔煤田红树梁井田的应用

准格尔煤田位于内蒙古中西部,红树梁井田位于准格尔煤田南端。为了进一步查明井田内煤层的赋存、构造、煤层风氧化带等地质情况,为煤矿生产、安全提供地质保障,对该区进行三维地震勘探。使用三维地震勘探的方法查明了测区内主要可采煤层4煤、5煤、6-1煤和6煤层的赋存形态和深度,解释了断层24条,圈定了煤层风氧化带的范围,解释了6煤层的分叉边界。     

高位钻孔瓦斯抽放冒落带与裂隙带高度的测定方法

基于更准确的测定煤层上覆岩层中“竖三带”的法向分布范围,提高高位钻孔瓦斯抽放效果,初步划分了煤层“竖三带”的法向分布范围,探讨了影响高位钻孔瓦斯抽放效果的关键因素为选择合理层位布置钻孔,而各钻孔的施工参数均应依据采空区内冒落带和裂隙带的高度来量化设计。论述了冒落带和裂隙带高度的现场观测与理论计算方法,并根据这两种计算结果,可统筹设计优化高瓦斯工作面上高位钻孔各抽放孔的施工参数。     

低瓦斯矿井瓦斯异常带地质特征识别

低瓦斯矿井的瓦斯异常带是发生煤矿事故的隐患。通过井田地质构造、煤层厚度及其结构、煤体结构、水文地质条件等瓦斯异常带地质特征分析,结果表明:瓦斯异常带是地质异常带。对潘西矿后五块段瓦斯异常带进行了分析,发现F7-1下盘断块的煤层,除煤层瓦斯保存条件较好外,其上部受阻于F7-1断层,下部又有深部本煤层瓦斯补给,异常涌出的次数也最多。     

“上柱-下垮”复合残采区中部残煤开采可行性评价

针对白家庄煤矿"上柱-下垮"复合残采区中部残煤的安全开采问题,采用实验手段研究了多重采动影响下中部残煤采场岩层的垮落特征、应力分布规律及塑性区分布范围,结合弹塑性力学理论分析了上下煤层开采造成的损伤破坏范围,对中部残煤开采可行性进行了研究。研究表明:(1)上下煤层的采动影响并未破坏中部残煤的宏观连续性,且在中部残煤开采过程中,上覆岩层结构相对稳定;(2)采场岩层的支承压力与塑性区的分布范围基本一致,二者皆可以评价上下煤层开采后层间岩层的损伤破坏范围,其损伤范围包含整个上位层间岩层和下位层间岩层的局部范围;(3)中部残煤主要受上部煤层开采影响,处于上部煤层开采损伤破坏范围之内,因此在中部7号残煤开采过程中,其采场顶板稳定性较差,应采取合理有效的顶板控制措施保证安全生产。     

多煤层开采合理煤柱尺寸留设研究

针对潘三矿多煤层回采受F24大型逆断层影响,利用FLAC3D研究11煤和13煤留设不同尺寸断层煤柱情况下,采场应力和塑性区演化规律,从而提出合理的断层煤柱留设尺寸。研究发现,随着11煤回采留设煤柱的减小,应力集中逐渐向断层上盘转移,而13煤回采受11煤回采的影响,煤柱的减小使采空区左侧应力集中区域逐渐增大;同时,断层附近塑性区范围逐渐增大并最终与采场塑性区导通,为防止突水事故,确定煤柱留设尺寸分别为40m、60m;现场工程验证该留设尺寸是合理的。     

基于统一强度理论的煤层平动冲击失稳解答

以统一强度理论作为煤层塑性区的屈服判据,考虑中间主应力对煤层强度的提高作用,建立了平动冲击失稳之前煤层的应力统一解、扰动深度解析式以及塑性区宽度统一解,对其进行可比性分析、文献已有解答的对比验证,探讨了中间主应力效应、煤层埋深与厚度、煤层强度参数对平动冲击失稳的影响特性。研究结果表明:本文所得应力统一解和塑性区宽度统一解均是一系列有序解答的集合,并得到文献Mohr-Coulomb准则解答、Hoek-Brown准则解答以及Lippmann理论的验证,具有广泛的理论意义和良好的工程应用前景;当统一强度理论参数b从0增加到1时,煤层发生冲击失稳的破坏范围减小了25.3%,冲击倾向性即塑性区扩展率由0.63减小到0.47,这表明中间主应力对煤层平动冲击失稳的影响显著,应合理考虑中间主应力效应,以充分发挥煤层的承载潜力;支护力对煤层的塑性区宽度影响较大,当支护力从0增加到1 MPa时,塑性区宽度平均减小了21.3%,需切实构筑有效支护以减小煤层平动冲击失稳的破坏范围;深埋煤层的稳定性较差、冲击失稳时破坏范围较大,另外厚煤层相比于薄煤层的稳定性较高,但发生冲击失稳的破坏范围更大;黏聚力和内摩擦角作为煤层的重要强度参数,对煤层平动冲击失稳的影响十分显著,开挖设计时应充分考虑煤层强度参数的变化,特别是内摩擦角。     

露头煤开采覆岩运动变异规律微地震监测研究

覆岩运动规律对导水裂隙带发育高度具有决定作用,基于对鲁西煤矿露头区域工作面覆岩运动岩石破裂事件的井下微地震监测定位的研究,结果表明,露头煤层开采与深部煤层开采具有不同的覆岩运动规律,覆岩导水裂隙带高度降低30%左右,导水裂隙带分布形态不再具有马鞍型对称的特点.最后根据露头区域煤层开采覆岩运动变异规律,提出了其在露头防水煤岩柱设计中的方法.     

煤层群开采保护层厚度设计优化数值模拟研究

保护层开采是效果明显的安全措施,能够有效预防煤层群开采过程中瓦斯事故。以屯兰煤矿为工程背景,采用数值模拟分析手段,分析7号煤层作为保护层时,开采厚度分别为0.8 m和1.5 m时,被保护煤层应力、位移变化特征,以及在保护层开采过程中煤层内部应力集中程度、泄压范围和煤层膨胀变形程范围,通过多个因素综合对比分析,最终确定最佳保护层开采厚度,相关研究对邻近煤矿保护层开采具有借鉴意义。     

厚煤层窄煤柱沿空掘巷中煤柱极限核区计算

本文基于厚煤层放顶煤开采中窄煤柱沿空掘巷煤柱所处的特殊环境,考虑煤体材料的应变软化特性,基于黏性材料的SMP(Spatially Mobilized Plane,简称SMP)破坏准则,并依据厚煤层窄煤柱沿空掘巷煤柱在开采过程中所受的支承压力的分布规律,推导出了基于SMP破坏准则的厚煤层开采时煤柱中部极限核区宽度计算公式,并将上述计算公式应用到潞安王庄矿厚煤层窄煤柱放顶煤开采中,实现了厚煤层放顶煤条件下区段窄煤柱沿空掘巷的成功开采,完善了厚煤层下区段窄煤柱稳定的理论,对我国厚煤层窄煤柱开采具有重要的指导意义.