近距离煤层群开采下煤层开切眼合理位置的确定

近距离煤层群在我国煤炭资源分布中占较大比重,为确定近距离煤层群开采过程中下煤层开切眼的合理位置,基于木瓜矿10-110首采工作面的实际工程背景,采用数值软件UDEC对该矿10煤开采过程进行模拟,分析了10煤覆岩运移形态,得到了近距离煤层群下行开采下煤层开切眼的合理位置,结果表明:上部煤层开采后在距切眼5 m的采空区边缘出现应力集中峰值,距切眼15 m位置应力最低,宜将下煤层切眼布置在此区域;下煤层开采至上煤层切眼与停采线位置时压力较大,应采取特别支护措施。该研究为近距离煤层群开采下煤层切眼附近安全开采提供了技术支持。     

辛置煤矿近距离煤层同采工作面合理错距研究

 近距离煤层在开采过程中,存在着上下分层间相互影响、巷道布置与支护困难、工作面接替紧张、生产效率偏低等问题,一直困扰着煤矿的安全高效生产。山西焦煤集团霍州煤电辛置煤矿9^#薄煤层和10^#煤层层间距仅为1.71m,以此作为工程背景进行近距离煤层同采方案研究。根据目前研究近距离煤层开采较为成熟的“稳压区理论”与“减压区理论”,对辛置煤矿9^#、10^#煤层两同采工作面错距进行计算分析;运用FLAC3D软件对9^#、10^#煤层两个工作面同采不同错距条件下所产生的应力效果进行数值模拟。研究结果表明,辛置煤矿10^#煤层与9^#煤层同采过程中工作面的合理错距不应小于35m。研究解决了辛置煤矿工作面接替紧张、资源浪费严重等问题。     

浅埋煤层群同采工作面合理错距的实验研究

为了分析煤层群同采工作面合理错距,通过理论分析认为同采工作面采用稳压式布置比较合理;采用物理相似模拟实验,研究其煤层超前工作面支承压力对工作面合理错距的影响;然后,综合矿压理论和实验结果,综合修正了下煤层初采和正常同采时的合理错距,即下伏3-1煤和4-2煤初采合理错距应为84.8 m和79.3 m;3-1煤和4-2煤正常同采时的合理错距应不小于40 m和46 m。     

基于松动圈理论的充填体下巷道顶板安全厚度和支护方式

 为安全高效回采冬瓜山铜矿盘区隔离矿柱,在充分利用矿山已有巷道工程的前提下,仍需在盘区采场充填体下开挖新的出矿巷道.基于松动圈理论,利用单孔声波检测仪测量巷道围岩松动圈范围,为确定充填体下开挖巷道的顶板安全厚度、选择巷道支护方式提供依据.现场测试表明,冬瓜山铜矿-760和-790m巷道的围岩松动圈为0.8~1.3m.根据圣维南局部效应原理,结合工程技术人员的实际经验,最终确定采场充填体下新开挖出矿巷道的顶板安全厚度为4m.此外,通过松动圈测定和工程借鉴,确定新开挖巷道支护采用喷锚支护,局部破碎地方采用喷锚网联合支护,经理论计算和现场实测,总结出新开挖出矿巷道顶板锚杆长度选取2.2m、锚杆网度选取1.0m×1.0m时,能够安全经济地控制巷道松动圈.     

近距离煤层同采巷道混合布置参数分析

为探讨近距离煤层同采时回采巷道的布置方式与参数,分析了近距离煤层回采巷道不同布置方式的优缺点及适用条件,根据泉店煤矿东翼11采区的地质赋存条件及矿井生产现状,确定其近距离煤层回采巷道采用混合布置方式。依据上煤层开采后采空区边缘与下煤层巷道之间的弹塑性分布区与应力梯度分布状况,以及巷道围岩表面变形量,分别确定下煤层上巷相对上煤层上巷向上平错20m,下煤层下巷相对上煤层下巷向上平错10m。在泉店煤矿东翼11采区首采面进行近距离煤层同采巷道混合布置的应用与实测,现场实测表明巷道变形量得到有效控制,说明其同采巷道布置合理。     

基于松动圈测试技术的巷道支护方案设计

巷道围岩松动圈的大小是评定围岩稳定性和确定锚杆长度的重要依据,对双柳煤矿3306工作面回采巷道进行围岩松动圈测试,得出了该工作面松动圈范围。根据松动圈测试结果、巷道围岩松动圈支护理论及我国缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案,最终确定了合理的巷道支护方式及参数,对类似地质条件下的巷道支护设计具有借鉴意义。     

上下煤层分层同采巷道布置及围岩变形机理研究

上下煤层分层同采时,开采所引起的本煤层以及煤层之间的复杂应力场和位移场将导致巷道失稳、工作面顶板冒矸、支架折损、采场影响相互叠加等问题。因此,本文设计了上下煤层回采巷道布置方式,并在山西中阳华润联盛苏村煤矿进行了实验。同时,本文还研究了上下煤层同采巷道围岩变形机理,建立模型后模拟得到了两煤层采场相互扰动影响最小的安全错距为45 m。结合苏村煤矿地质条件和开采技术,确定了上下煤层回采巷道布置方式为对齐布置。在此基础上,构建了上下煤层同采巷道数值模型。根据上下区段之间煤柱和巷道支护、开采工艺和顺序,探讨了上下煤层开采扰动覆岩运动规律。分析苏村煤矿实验结果,得到了6~#煤层和10~#煤层同采时的巷道布置以及同采合理错距布面。该方法解决了两层煤同采时影响相互叠加的问题,保障了煤矿的生产安全,提高了煤矿的经济效益。     

近距离煤层1202下工作面切眼施工及支护方式的研究与应用

中兴煤矿地质条件复杂,1202下所采的煤层距上组煤层的距离为3m左右,且上组煤已经回采成采空区。1202下工作面属复杂条件下近距离煤层开采,现在掘进切眼是大断面施工巷道,为保证切眼工程质量,选用不同的支护方式进行了试验、研究。     

厚煤层分岔区下分层回采巷道位置选择

针对分岔厚煤层下分层难以确定回采巷道位置这一问题,通过采用室内试验对夹矸层和3下煤层受采动影响破坏进行分析。采用数值模拟对6种不同方案下围岩的应力分布规律、巷道变形特征和塑性区分布情况进行分析,结果表明:与煤柱中心的水平间距为30m处巷道围岩稳定性较好,其巷道围岩塑性区范围及变形量小。通过现场监测对巷道稳定性进行验证,表明在距离残余煤柱30m处布置回采巷道,围岩的变形量比较小,巷道围岩具有良好的稳定性。研究结论为类似条件下的巷道位置选择提供了借鉴。     

缓倾斜煤层开采侧向支承压力分布特征模拟研究

为全面了解缓倾斜煤层开采后围岩应力分布规律,运用相似材料模拟方法.以某矿综采工作面的实际工程地质情况为依据,分析了采场两侧向的支承压力分布情况及应力集中程度、应力峰值距煤壁的距离、支承压力的影响范围等方面,为该矿采区巷道的合理位置布置提供参考价值.     

近距离煤层下行跨煤柱开采巷道的合理布局

为了探究遗留区段煤柱对下伏回采巷道布局的影响，以煤峪口矿为工程背景，通过最大主应力集中系数判别底板应力增高区，采用理论解析、编程计算、数值模拟的方法，研究了不同开采阶段底板应力增高区的演化特征.结果表明：区段煤柱宽度、埋深、煤柱边缘至峰值区的距离及其垂直应力峰值控制着应力增高区的发育，采空区应力恢复特征对应力增高区的影响可以忽略；对比各模拟方案中煤柱-巷道错距与应力增高区对下煤层的影响范围峰值，并结合采空区应力逐渐恢复及工作面矿压显现的区域化特征，认为煤柱-巷道错距10～15 m为优选区间.选择12 m错距进行工业试验，取得了良好效果.     

浅埋近距离煤层群工作面运输顺槽支护方案FLAC模拟

陕北某煤矿主采煤层2,4层煤为浅埋近距离煤层。为满足生产要求,1402运输顺槽需进行返修支护,由于受上部2层煤采空区影响,巷道部分顶板已经冒落失稳,支护困难。文中应用FLAC模拟软件建立相应的计算模型,分析了近距离煤层群开采引起的应力变化,结合现场监测结果进行分析,得到运用锚索与托梁联合支护下浅埋近距离煤层运输顺槽围岩变形规律。现场试验表明:返修支护方案是可行的,保证了运输顺槽巷道围岩的稳定,满足了该煤矿安全生产的需要,提出的锚索与工字钢联合支护技术对类似工程有一定的参考价值。     

深部矿井倾斜煤层采空区下回采巷道布置的数值模拟

为减少深部矿井倾斜煤层采空区下回采巷道的变形量和卧底量,降低回采巷道的返修率,以某矿为例,分析采空区下布置回采巷道的矿压显现规律及回采巷道位置参数,并采用FLAC^3D快速拉格朗日差分分析法进行数值模拟计算。结果表明：两层煤联合开采的下层位煤层回采巷道,应布置在上层位煤层已经稳定的采空区下;回采巷道与上层位煤体边缘之间的水平距离可通过取其在下层位煤层应力降低区域与下层位煤层小变形区域的取值范围的交集获得。该研究为采空区下回采巷道的位置选择提供了可靠的理论依据。     

桃山煤矿薄煤层群切顶巷区域应力特征数值分析

为有效防治冲击矿压灾害,利用FLAC3D数值模拟软件模拟分析了桃山煤矿切顶巷区域的应力状态特征,研究切顶巷对顶板的预裂弱化作用和切顶巷的布置参数,结果表明:回风巷下帮与瓦斯巷之间垂直应力较高,而水平应力则在回风巷底板和下帮集中较明显,切顶巷区域应力也明显集中,冲击危险性上升;切顶巷导致的应力集中范围为5～10 m,为了避免两个相邻切顶巷形成叠加应力集中区,两切顶巷间距应不低于20 m。该研究为桃山矿薄煤层群开采切顶巷防冲技术提供了参考依据。     

华盛煤矿矿井501采区布置探讨

通过对华盛煤矿矿井501采区布置的探讨,得出结论：501采区胶带运输巷和轨道运输巷均沿5号煤层底板布置,采区回风巷沿5号煤层顶板布置;工作面运输、回风顺槽和开切眼均沿5号煤层底板布置。矿井移交生产及达到设计生产能力时,井下5号煤层共布置1个综采放顶煤工作面和2个综掘工作面,采掘比为1：2。     

寺河井田下组煤煤层气开发有利区优选及穿煤柱水平井井位部署

寺河井田在煤炭开采前需要通过地面预抽方式降低瓦斯含量以解决煤炭开采过程中的瓦斯突出等问题。煤矿区地面煤层气开发工程要做到与煤炭的协调开发,煤层气抽采区块的优选及井位的合理部署至关重要。本文利用FLAC3D软件模拟,建立煤层底板采动效应地质模型,开展针对性的研究上组煤采动后下伏岩层应力变化;结合煤矿采掘部署,选取下组煤煤层气开发的主控因素为指标,建立采动区下组煤煤层气开发潜力评价指标体系,采用层次分析法和模糊综合评价相结合的方法,评价煤层气开发的有利区块;以煤层气与煤炭协调开发为前提,确定穿煤柱水平井煤层气开发井位部署的原则,研究水平井设计的关键要素及内容,优化设计15口井位。研究表明：9号煤层和15号煤层都处在3号煤层开采卸压范围内;东五盘区是寺河井田部署下组煤煤层气水平井的优选区,开展的1口煤层气井最高日产气量达到了9 522 m3。     

7～9m急倾斜厚煤层Z型通风工作面的矿压显现规律

根据长沟峪煤矿煤层地质条件,结合7~9 m急倾斜厚煤层Z型通风工作面整体悬移组合支架的工作阻力变化特点,对开采块段顶板压力变化情况进行现场观测与数值模拟分析。结果表明:Z型通风工作面运输巷道和回风巷道的超前加强支护范围为距离工作面12 m范围;回风巷道应力集中区域为工作面上方6 m范围;合理的区段放煤高度为14 m。现场观测与数值模拟结果相符,为同类煤层顶底板移动规律及开采方法研究提供了依据。     

基于结构元方法的巷道煤体破碎程度综合评判

针对煤巷掘进或采煤生产过程中,煤体的破碎程度直接影响巷道的支护方式和采煤工艺,利用结构元方法给出模糊综合评判的结构元表达形式,根据煤层地质构造、煤的硬度、压力参数、瓦斯在煤体中的赋存情况等因素,对巷道煤体破碎程度进行综合评判。进而较为客观地评价出其破碎类别,从而为巷道支护方案和采煤工艺的选择提供依据。     

复杂煤层群开采条件下沿空掘巷 合理煤柱宽度的确定

以山脚树矿22155工作面为工程背景,根据该工作面的工程地质情况及煤层群上下工作面开采关系,采用数值分析的方法计算得出22153采空区边缘煤体内部应力集中系数,并依据弹塑性力学理论,提出合理煤柱宽度的计算公式.研究结果表明：通过极限平衡理论计算得到的巷道侧塑性区宽度较直接采用锚杆支护长度更合理;对于复杂煤层群开采条件下,应力集中系数可采用数值分析的方法获取;运用该方法所计算的复杂煤层群开采条件下煤柱宽度经过现场实践检验是科学、合理的.     

远距离下保护层开采保护范围扩界研究

基于张集煤矿1311(1)工作面远距离下保护层开采,利用数值模拟试验对比相似材料模拟试验,分析得出被保护层在保护层法向投影至理论卸压角范围内为扩界区,理论卸压角范围内为充分卸压区。为直观、准确地考察扩界保护范围,在被保护层施工煤巷,分别考察了扩界区域煤层膨胀变形率、巷高变形率、瓦斯自然排放量和透气性系数。研究结果表明张集煤矿11-2煤层的卸压角可由锐角扩大为90°,实现了被保护层工作面等长等宽布置。