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。     

海天煤业3~#煤层蹬空开采可行性研究

针对海天煤业3#煤部分区域存在蹬空开采问题,首先采用了"三带"判别法、围岩平衡法等理论方法论证了3#煤蹬空开采可行性。又通过钻孔分段注水、钻孔窥视等现场实测方法以及FLAC3D数值模拟手段研究了下覆煤层开采后3#煤层及覆岩变形演化特征。综合理论分析、现场实测及数值模拟结果得出了在下覆煤层开采结束后,3#煤层及其顶板岩层并未发生剧烈程度的破坏,只是出现煤岩体的内部损伤,未出现影响3#煤正常开采的台阶下沉。实测冒落带高度距9#煤顶板2~4m,裂隙带高度距9#煤顶板19~27m,均小于理论计算最大值,3#煤处于9#及15#煤的弯曲下沉带内,最终得出3#煤蹬空开采可行。     

上行开采技术研究与实践

运用“上行开采”各种研究理论,采用围岩平衡的观点,结合新庄矿井地质情况,对永城矿区新庄矿井下部二2煤层开采后对上部三2煤层开采所造成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,给出了三2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,并简要介绍了新庄矿井三2煤层首采面的基本技术参数。     

急倾斜煤层开采与开拓巷硐群扰动效应数值模拟分析

针对王家山煤矿急倾斜煤层开采与开拓巷硐群工程越界对地方煤矿安全开采问题,建立了急倾斜煤层开采与开拓巷硐群数值计算模型,分析了覆岩移动变形与应力演化规律。研究结果表明：急倾斜煤层开采,采空区上方煤层先破坏、垮落,顶板沿层理面法向发生弯曲、离层,采空区上部煤体先垮落,呈拱形结构,抑制了上覆煤岩体向采空区的垮落和移动;工作面采高5.2m,顶板发生垮落,底板也会发生滑移,顶板一侧的沉陷大于底板一侧的,在底板一侧出现断崖式现象,但垮落带发育高度小于工作面距井田边界的距离;巷硐群最大位移均发生在泥岩、煤层等软弱岩层以及断层破碎带区域,其扰动效应增加;在软弱岩层时巷道最大影响圈边界增加,影响边界贯通,但最大裂隙带高度为11.5m,裂隙带上脚未发育至井田边界标高。因此,工作面开采与开拓巷硐群对地方煤矿开采没有影响。     

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。     

开滦东欢坨矿北二采区上行开采5煤层可行性分析

针对东欢坨矿北二采区上行开采5煤层可行性进行研究。在分析北二采区5煤层上行开采影响因素的基础上,采用"三带法"、"比值法"进行了初步的经验方法判别。建立工作面开采数值模型预测回采下部8煤层与上行开采5煤层后顶板裂缝带波及范围。经验判别得出5煤层位于8煤层垮落带之上,采动影响系数大于经验临界值7.5,上行开采5煤层可行。数值模拟了采动影响下围岩的扩容区,以体积应变大于等于0.025的等值线密集区视为导水裂隙区,得到8煤层回采顶板导水裂缝带最大高度为53m,上行开采5煤层后顶板导水裂缝带最大高度向上增长0.4m。下部8煤层开采将5煤层顶板改造为极软弱顶板,导致其裂缝带发育高度偏小,利于上行开采。     

采煤方法选择及上行开采技术分析

晋杨煤矿9、10号煤层采煤方法为一次采全高采煤法,采用全部跨落法管理顶板。上行开采技术分析采用三种方法,即利用数理统计法计算、"三带"判别法、围岩平衡分析法,得出结论:2、9号煤层层间距最小为84.43m,其导水裂隙带高度(40.7m)远小于两煤层层间距,因此采用上行开采对2号煤影响较小,是可行的。     

采空区上覆岩层破坏高度的预测

煤矿开采后采空区上覆岩层由上而下依次形成垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。采用井下钻孔的方法对大佛寺煤矿采空区上覆岩层现场观测,得出了垮落带和裂缝带的发育高度,并理论推算出了其发展规律的二次预测模型。预测结果表明:从距回风巷10m的位置处起,垮落带开始发育,其最大高度距煤层顶板约为0～1.3m,裂缝带最大高度距离煤层顶板27.6m,该模型的获取为大佛寺40106工作面煤的自燃防治及高抽巷瓦斯抽放提供了重要的理论依据。     

近距离煤层群上行开采相似材料模拟试验研究

基于某矿上行开采的要求,为获得下组煤开采后覆岩破坏高度及裂隙带发育高度,进而研究特定地质条件下近距离煤层群上行开采的可行性,采用物理试验的方法对下组煤开采后覆岩的破坏高度及裂隙带发育高度进行了模拟研究,并分析了受采动影响的顶板矿压显现规律、覆岩破坏特征、围岩应力场及位移场的变化规律.结果表明:覆岩破坏高度约为18.4 m,裂隙带发育高度约为49.3m,上组煤处于下组煤裂隙带的中上部.因而,以上覆岩层“三带”判别法为依据,初步判定采取一定安全措施后该矿上行开采方案可行.     

王庄煤矿大采高工作面覆岩运移规律研究

大采高综合机械化开采是厚煤层开采的重要趋势。以王庄煤矿8101大采高工作面为研究对象,采用实验室相似材料模拟工作面的推进过程,研究了大采高工作面上覆岩层的移动规律和两带分布,揭示了主关键层破断后形成的三铰拱平衡结构,利用电子经纬仪对不同岩层的位移值进行记录,得出了顶板位移场变化规律。模拟实验结果表明:8101大采高综采工作面垮落带高度为16 m,裂缝带高度为50~55 m,岩层最大下沉高度为6 m。直接顶初次垮落步距为25 m,老顶周期来压步距在10 m左右,实验结果与王庄煤矿现场实践相吻合。     

“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。     

凉水井煤矿4~(-2)煤底板扰动深度试验研究

为研究近距离煤层上层煤开采后采空区积水对下层煤安全开采造成的影响,有必要对上层煤开采底板破坏深度及下层煤导裂带高度进行研究。结合凉水井煤矿现场实际情况,运用工作面底板注水试验方法对该矿4-2煤开采底板扰动深度进行研究。结果表明,底板由于煤层采动地板岩层在应力集中下产生首次破坏,破坏深度在15 m左右,之后底板由于顶板周期来压,底板破坏深度加深至16 m左右,为实际工程中极近距煤层的开采和防水方案确立提供依据。     

“三软”煤层上覆岩层移动破坏规律相似模拟

针对明业煤矿3#煤层采煤工作面具体地质条件,采用相似材料模型实验,分析研究了"三软"煤层上覆岩层的移动破坏规律,为回采工作面管理提供科学依据,结果表明:"三软"煤层的上覆岩层具有从下往上分层破坏的特性,直接顶的初次垮落步距为12 m,老顶初次来压步距23 m,周期来压步距为10~14 m;上覆岩层的不规则垮落带为24 m,规则垮落带在距煤层顶板24~36 m的范围,在距煤层顶板36 m处形成了稳定的老顶结构;开采完成后,上覆岩层最大下沉量为5.043 m,下沉系数为0.84。     

石炭系8号煤层顶板破坏发育高度分析研究

该文针对下部煤层开采后对上部煤层的影响,在掌握煤层顶底板条件的前提下,分析了房柱式开采形成的采空区现状,通过不同的计算方法,得出了冒落带高度的理论计算值,最大18m。对照地质报告提供的顶板岩层厚度及强度特征,分析得出对5号煤层不影响其正常开采。     

石窑店煤矿近距离煤层上行开采可行性研究

针对石窑店煤矿首采区3~(-2)煤层已采区域上部2~(-2)煤层的开采问题,基于煤层赋存条件和开采现状,通过理论计算得出,冒落带高度9.8 m,为采高的4倍,裂隙带高度43.75 m,为采高的19.4倍。采用数值模拟方法分析3~(-2)煤层开采后对2~(-2)煤岩层结构性的影响。理论分析和数值模拟结果验证了上行开采可行性。     

电阻率法实测导水裂隙带高度技术研究及应用

下霍煤矿采用综合机械化放顶煤的采煤方法开采3号煤层,为了保障采掘活动安全,获取相关开采技术参数,需查明煤层开采后的“三带”发育高度;收集分析了井田二采区地层资料及工作面开采技术条件,用经验公式估算了开采后导水裂隙带发育高度,并决定在2303工作面布置电阻率测试系统对导水裂隙带高度进行实测;在回风巷距回采工作面216 m距离处施工测试钻孔并布设电极,在回采过程中对煤层顶板岩层视电阻率开展监测分析,获得了开采前、中、后期的岩层电阻率数据,分析得到3号煤层开采后实测导水裂隙带高度为80 m,裂采比为16;通过实际应用可知,相比其它测试方法,电阻率测试法具有结论可靠、低成本、易施工等特点。     

近距离上行开采煤层围岩裂隙发育实测分析

为了确定朔里煤矿4煤层围岩裂隙发育情况,确保煤层回采安全稳定,根据上行试采的413工作面实际情况,采用钻孔窥视方法对4煤层围岩裂隙发育进行观测分析,综合钻孔窥视探测结果并结合钻孔岩芯破坏程度分析得出:4煤、5煤之间岩层整体受5煤采动影响,其中,靠近5煤顶板处岩层存在重度破裂区,冒落带最大高度约5.7 m;靠近4煤底板岩层整体性较下部岩层好,处于裂隙带范围内;4煤处于5煤开采后形成的冒落带之上,处于裂隙带下位岩层中。     

软岩下部煤层开采对上部巷道影响规律实测分析

该文以北皂煤矿煤4开采对上部巷道影响的实测数据为依据,分析了软岩下部煤层开采边界上方空间采动应力分布以及与岩层移动的关系,总结了下部煤4层开采边界外煤2层顶板及煤2层巷道围岩变形规律,以达到寻求保护巷道的方法和保障巷道在采动影响期间使用状态的目的。     

采空区顶板裂隙带发育高度判定方法

基于煤层上覆岩层参数,利用关键层理论判别上覆岩层的关键层:即第一亚关键层、第二亚关键层和主关键层,结合裂隙带判别方法,确定了某矿2027工作面覆岩破坏裂隙带的上边界为煤层上方46.24 m处。冒落带高度为6.59 m,裂隙带下边界为煤层上方6.59 m处,最终确定采动裂隙带范围为煤层上方6.59~46.24 m。     

极近距煤层群重复采动覆岩破坏规律相似模拟试验研究

针对近距离煤层群下行开采时重复采动引起的覆岩冲击性破断问题以及再生破碎顶板条件下工作面安全开采问题，以潘二矿11221,11223工作面为研究背景，通过物理相似模拟试验，对极近距煤层群重复采动覆岩破坏及裂隙发育规律进行了研究。结果表明，1煤工作面覆岩垮落带平均高度22 m,裂隙最大发育高度85 m,“两带”发育高度相当于采高的24.2倍；受3煤、1煤工作面联合采动影响，裂隙带相对向上发育增加15 m,覆岩采动充分垮落角基本对称，顶板破坏范围增大；随着工作面推进，煤层群顶板均经历垮落、裂隙发育、采空区冒矸被压实的演变过程，14 m厚的粗砂岩层作为关键层抑制裂隙向上发育，在回采结束后其下方产生较大离层；3煤顶板覆岩垮落形态近似呈非对称“Π”型，相对于3煤，1煤采完后，工作面呈现出“两大一小”的特征；“两带”高度发育大，垮落带和裂隙带的高度分别增加了46%、21%,顶板下沉量大，顶板垮落步距小，初次垮落步距和周期垮落步距明显减小，来压较为缓和。研究结果可为煤层群开采的围岩控制提供参考。