覆岩离层注浆充填保护地面高压线路试验研究

采用覆岩离层充填控制地表沉陷技术对济宁二号煤矿4302工作面开采保护地面高压线路进行了试验研究。针对工作面地质和采矿技术条件,设计了合理的覆岩离层充填实施方案,包括注浆站、注浆井、注浆管路、注浆运行系统及工艺流程。通过对地表及高压线杆移动观测站数据进行分析,得出覆岩离层充填后的地表下沉曲线、地表减沉率以及高压线杆的下沉与偏斜值。试验结果表明,覆岩离层充填后地表减沉效果明显,高压线杆偏斜均未超过其允许限差,高压线路正常运行。     

重复采动覆岩离层井下钻孔注浆充填减沉技术北大核心

覆岩离层注浆充填减沉技术是煤矿绿色开采体系中的重要组成部分,以焦作矿区古汉山矿16032下分层工作面覆岩离层注浆充填为工程背景,从综合考虑覆岩结构和地表沉降规律的研究思路出发,提出了根据最大下沉角确定缓斜煤层重复采动覆岩离层水平位置的方法;建立了利用井下已有注浆管路系统、在井下大巷布置钻场和斜上钻孔对工作面覆岩离层进行注浆充填的方法;沿工作面走向布置5个钻场,每个钻场布置3个仰斜钻孔,由下至上分别指向亚关键层下方离层区、亚关键层与主关键层间的软硬岩交互区、主关键层下方离层区,终孔位置位于最大下沉线附近。现场监测结果表明:注浆后地表最大下沉量仅0.3 m左右,有效控制了地面沉降状况。受地层产状稳定性、岩体结构以及岩石物理力学性质测试准确性等的影响,关键层位置及离层靶区的准确识别较为困难;在实施井下覆岩离层注浆时,不仅应参考覆岩关键层位判别结果,还应根据覆岩柱状分阶段多次“钻进-注浆”交替进行的方式探索最合理的离层注浆层位。     

兖州矿区开采沉陷控制的研究

为控制地表沉陷量，实现农田保护和建筑物下开采，对兖州矿区进行了覆岩高压注浆减沉实验，研究了覆岩与地表移动规律；提出了地表下沉盆地“分割”离层带与冒落带全面注浆，拱基参数控制，注浆材料，农田保护等５项地表沉陷控制综合方案。     

采动覆岩的叠层板—卸荷拱模型研究

针对地下矿物开采引起地表沉陷,并导致地表上建筑物、构筑物等严重破坏的灾害性现象,论述了研究离层注浆减缓地表下沉技术实施基础理论的必要性,提出叠层板—卸荷拱模型,基于叠层板、压力拱理论推导了岩板挠度的计算公式,建立了覆岩离层形成的力学判据,为离层注浆减缓地表下沉技术的实施提供理论依据。     

控制采动区桥梁移动变形方法研究

为研究采动区桥梁移动变形规律,根据地表及桥梁移动变形观测数据,采用概率积分法预测地表沉降,获得地表移动预计值.结合大平矿采矿地质条件和观测数据以及地表移动预测数据,设计采用覆岩离层多层位注浆法控制采动区地表下沉,并对覆岩层的变形规律、离层的动态发育与离层注浆减沉机理进行了分析,设计了注浆钻孔的间距、孔位、注浆层位、终孔...     

深井覆岩体内浆体充填对桥梁的保护作用研究

为保证采动区桥梁的交通安全,根据华丰矿地质采矿条件,结合矿井成功实施的离层注浆工程,对桥梁的周边区域增加注浆钻孔,加大注浆量。根据布设的地表及桥梁测点的岩移观测数据,对比预计的未离层充填时地表最大下沉量,表明离层注浆条件下鲁里大桥区域减沉率达到56%,采动区域桥梁仍能保持正常使用,该方法对桥梁的保护效果显著,可为类似条件下地表减沉工程提供参考。     

综采工作面垮落带注浆充填开采覆岩采动裂隙定量表征试验研究

为定量表征冒落区注浆充填对覆岩采动损伤程度的影响,以任家庄煤矿110903工作面为研究背景,开展垮落法开采和垮落带充填法开采物理相似模拟实验,运用分形理论研究两者覆岩裂隙演化特征,并对其覆岩运移规律进行对比分析。研究结果表明,垮落法开采后采动裂隙分形维数变化规律为迅速上升-缓慢下降-缓慢上升-急剧上升,注浆充填开采后变化规律呈迅速上升-迅速下降-缓慢下降-缓慢上升;将采动裂隙发育网络划分为离层裂隙区、离层压实区、垮落裂隙区、竖向破断裂隙区四个区域,对比垮落法开采和垮落带充填法开采,充填后采场覆岩裂隙不发育,离层压实区范围较小,发育高度仅为21.96 m;注浆充填开采后各关键层下沉量显著减小,关键层2最大下沉量出现在顶板初次破断处,垮落法开采后关键层2最大下沉量出现在采空区中部。垮落带注浆充填开采能有效改善覆岩裂隙损伤、控制覆岩裂隙发育、减缓覆岩下沉,该成果可以为任家庄煤矿充填开采控制地表沉降提供一定的理论依据。     

采动复岩离层高压注浆减沉技术研究

根据华丰矿具体地质条件 ,向采动离层注入灰浆 ,充填离层空隙带 ,从而减小地表下沉量 ,有效地保护地面建筑物 ,实现村庄下安全开采     

基于采动覆岩离层注浆技术的采煤塌陷控制方法

基于地表沉陷控制理论及覆岩离层注浆充填原理,对覆岩离层注浆技术在实践应用中的关键问题进行了分析探讨,即准确判断关键层所处层位和与煤层之间的上覆关系,选择合适的注浆时机和注浆层位,布设科学合理的注浆孔,保证充足的注浆充填材料和注浆充填压力。     

公路桥下放顶煤开采注浆减沉技术

以开滦矿区范各庄矿的注浆减缓地表沉降技术实践为实例,利用废弃粉煤灰作为充填材料,对沙河公路桥下放顶煤开采后产生的冒落带、裂缝带、离层带及时进行注浆充填,对注浆层位、钻孔位置及注浆钻孔结构、注浆系统的建立以及地表沉陷监测等进行了全面的论述,认为注浆减缓地表沉降效果显著,地表最大下沉仅1.75m,减沉率为58.25%,有效地保护了桥梁。     

薄煤层破碎顶板综采工作面“拖管”式充填试验研究

针对黄河北薄煤层、薄基岩、厚冲积层、顶板破碎、吨煤利润低、地表建筑物密集、全部跨落采煤地表下沉大等问题,在对综采架后自压式矸石充填、（似）膏体充填和（超）高水充填及高位离层注浆充填对比分析的基础上,提出了综采架后垮落带“拖管”充填的概念。结合赵官煤矿1703综采工作面开采技术条件,相似材料模拟试验和原生矸石、淋浆矸石压实度仿真试验,提出了“冒落”矸石压实分区和残余碎胀系数概念和“拖管”式充填时间-空间模型及工艺系统,并在该工作面试验成功。结果表明：薄煤层、破碎顶板、缓仰斜工作面,在不改造支架、不需堵漏的情况下进行垮落带“拖管”式充填是可行的;根据采-充量预计地表下沉系数为0.4,地表最大下沉量为50 cm。     

采动覆岩与地表下沉关系模型及离层量估算方法

地下开采可能导致地表沉陷、基础设施损毁、土地破坏或地面积水等,进而诱发生态环境恶化。而采空区固体充填和覆岩离层注浆是控制岩层移动,减小采动损害的有效技术手段。传统的覆岩离层注浆往往采用关键层理论、数值模拟、相似材料模型实验和理论分析手段,因涉及的物理力学参数多、边界条件限制等,计算过程复杂,仅能给出离层层位,难以定量确定离层量。开采沉陷研究表明,采动覆岩与地表移动方向指向采空中心,移动边界可以简化为线性边界,基于下沉盆地主断面上地表下沉与任一覆岩下沉的面积相等和煤系地层的层状特征,构建了采动覆岩与地表下沉的关系模型,较好地反映了覆岩与地表下沉随边界角、工作面宽度、开采深度的发展演化规律。采动覆岩与地表下沉比值随埋藏深度增加而增大,反映了采动下沉效应从顶板向覆岩、地表的传递规律;随着宽深比的增加,同一层位岩层下沉与地表下沉比值减小,地表下沉增大;当边界角减小时,地表下沉范围增大,地表下沉值减小。结合钻孔揭示的覆岩结构与组合,可以逐层计算上覆岩层和地表的下沉值,利用两相邻岩层下沉的非一致性,可以确定各岩层间的离层量,通过计算导水裂隙带高度,剔除导水裂隙带内无法形成封闭充填空间的无效离层,进...     

老采空区超高水材料注浆减沉监测与效果评价

老采空区注浆减沉效果的监测和评价对采煤沉陷区的合理利用和注浆减沉方案的优化具有重要意义。本文以邯矿集团聚隆矿业有限公司下伏老采空区为研究对象,对老采空区注浆充填过程中地表监测点进行现场实测,并对注浆后的减沉效果进行评价分析。结果表明:对老采空区进行注浆后,与不进行注浆时相比地表减沉25%;监测点受注浆影响下沉速度明显减缓,监测期间地表下沉量显著减小。对老采空区进行注浆能够减小地表下沉,有效地保证地表建(构)筑物的安全运营。     

离层注浆开采关键层变形特征及地表沉陷控制效应

为研究覆岩离层注浆开采条件下关键层变形特征及地表沉陷控制效应，准确预计地表移动变形值，对离层注浆开采关键层变形进行了力学分析，将关键层下方离层注浆充填体和煤岩体的组合视为弹性地基，并将之划分为压实区、欠压实区和实体煤区3种不同的区段，基于弹性地基梁理论，给出了关键层挠度方程和弹性地基系数计算方法；采用“两步法”,通过分层模拟的方式开展了离层注浆开采关键层变形与地表沉陷数值模拟，研究了不同工作面宽度条件下离层发育和关键层破断特征，以及不同注采比条件下地表移动变形特征；借鉴等价采高理论，将离层注浆开采条件下关键层弯曲下沉空间等效视为开采空间，结合概率积分法，建立了适用于离层注浆开采的地表沉陷预计模型。以淮北矿区袁店二矿7221离层注浆开采工作面为例进行了验证，结果表明：该地质条件下，离层注浆开采工作面宽度宜设计在90～120 m;采用提出的预计模型和方法能够对离层注浆开采条件下的地表沉陷进行有效预计，预计值与实测值平均误差9 mm,在允许误差范围内；离层注浆开采地表沉陷控制效果显著，减沉率约83%。     

高位巨厚坚硬岩层离层区注浆效果分析

为了解除高位巨厚坚硬岩层容易引起冲击地压的威胁,II102采区采用离层区注浆方法缓解坚硬岩层下移。文中通过现场钻孔探测对上覆坚硬岩层运移进行观测,根据现场实测资料,对岩浆岩下离层区进行注浆充填,地表下沉量很小,说明岩浆岩未发生破断失稳,说明注浆对上覆坚硬岩层的运移起到有效控制。     

华丰煤矿成功应用地表斑裂下沉控制技术

华丰煤矿针对开采水平不断延伸，地表斑裂下沉造成的影响越来越大，影响地面村庄安全的问题，进行了“地表斑裂下沉控制技术”研究，开发了三维半解析有限元岩层及地表移动计算程序。通过实施“地面钻孔覆岩离层高压注浆充填”减沉工程，对地面斑裂采取浅层注浆的方法进行封堵治理，减少地表下沉和地面斑裂，增强土层的完整性和坚固性，保护了地面房屋设施。[第一段]     

华丰煤矿成功应用地表斑裂下沉控制技术

山东新汶矿业集团华丰煤矿针对开采水平不断延伸，地表斑裂下沉造成的影响越来越大，影响地面村庄安全的问题，与山东科技大学合作进行了“地表斑裂下沉控制技术”科技攻关，开发了三维半解析有限元岩层及地表移动计算程序。通过实施“地面钻孔覆岩离层高压注浆充填”减沉工程，     

巨厚火成岩下岩层注浆充填效果钻孔探测研究

为了检验海孜煤矿巨厚火成岩下岩层和采空区注浆充填效果,评价注浆充填对火成岩的支撑作用,在已实施注浆充填的采区进行了钻孔探测研究。结果表明:采空区至巨厚火成岩底界面存在多个注浆充填层位,充填总厚度达1.67 m,占煤层开采厚度的72.6%;结合地表下沉、煤层采高、充填体厚度等计算得出,注浆充填后地层残余空间高度仅0.10 m,该空间被垮落带碎胀岩体充填,说明覆岩离层和采空区空隙被充填密实,注浆充填对巨厚火成岩起到了支撑作用。     

村庄压煤开采技术方案探讨

通过对巨开元煤业村庄压煤具体情况的分析,提出条带开采和(似)膏体胶结充填法开采两种方案,确保实现地表建筑物的允许下沉变形。条带开采关键是确定开采和留设煤柱参数;膏体胶结充填关键是通过预制膏体砂浆充填,控制采空区顶板下沉离层。两种方案要根据综合经济效益对比选择。     

常村煤矿2311工作面上覆岩离层注浆技术保护地表铁路研究

为释放铁路保护煤柱下的煤炭资源,常村煤矿提出了对2311工作面上覆岩层离层采取注浆充填的技术思路。经过对注浆充填后地表沉降情况的预测分析,证明采用上覆岩层离层区注浆充填技术后,既可保障地表铁路线的安全运营,又可解放出保护煤柱下148万t煤炭资源。