刘桥一矿663工作面底板破坏深度分析及监测

为了研究刘桥一矿663工作面底板破坏深度,采用了理论计算和钻孔压水试验法.理论公式计算获得工作面底板破坏深度为16.27m,最大破坏深度距工作面端部的水平距离为10.57m,采空区内底板破坏区沿水平方向的最大长度为86.54m;通过钻孔压水试验的三个钻孔测试获得底板破坏深度在16m左右,结合经验公式计算最终确定底板破坏深度为18.88m.该研究成果为其他的工作面底板破坏深度提供了重要的参数依据.     

煤层底板破坏带深度研究及其对带压开采的影响

以斜沟煤矿8~#煤层18101和18102综采工作面为研究对象,运用现场钻探压水试验、瞬变电磁探测和数值模拟3种方法,对8~#煤层开采后底板破坏带深度进行了综合测试分析计算。结果表明,煤层开采所引起的18101工作面底板破坏深度为31m,18102工作面底板破坏深度为32m,并以此预计13~#煤层底板破坏深度为31.6m.采用突水系数评价体系和底板隔水层分析,综合评价斜沟煤矿带压开采条件下煤层相对安全,13~#煤层在ZK25-2、SK9、ZK15524、0505钻孔附近底板隔水层厚度值与底板破坏带深度值相接近,面临底板奥陶系灰岩岩溶水突水风险,在防治水工作中应采取注浆加固等安全措施。     

龙泉矿4301工作面钻孔注浆防治水技术

针对龙泉矿4301工作面底板突水等问题,采用瞬变电磁物探及钻探,得知4号煤层底板至奥陶系灰岩46.84 m,最高水压4.3 MPa,最大水量100 m3/h。根据经验选用钻孔注浆法进行工作面防治水。施工钻孔15个,确定了每个钻孔的具体参数及注浆量。最终通过底板钻孔注浆,出水量大大减少,保证了工作面的安全生产。     

深井高承压水工作面底板注浆效果及突水危险性分析

工作面底板注浆加固是防治突水事故的关键技术之一，目前注浆效果评价多采用钻探、物探等方法，往往缺少定量注浆效果评价指标及注浆后底板突水危险性分析。为此，以赵固二矿14030工作面为背景，分析工作面底板含（隔）水层特征展布规律，提出注浆效果评价指标及阈值；基于FLAC3D流固耦合理论分析注浆后采动底板突水危险性。结果表明：注浆后物探低阻异常区范围明显减小/消失，工作面整体注浆效果良好；工作面注浆后钻孔涌水量的评价指标阈值为9.8 m3/h，工作面正常带和断层带钻孔注浆量与注浆前钻孔涌水量之比的评价指标阈值分别为1.81和6.31。流固耦合数值模拟显示注浆后采动底板破坏深度19 m，断层带承压水导升高度7 m大于正常底板5 m；断层影响下底板突水往往通过断层进入底板破坏带所致。     

大埋深高承压水双层结构底板破坏机理及应用研究

平煤矿区首次开采近全岩下保护层工作面用于解放其上部受瓦斯突出威胁的己组煤炭资源，近千米埋深开采近全岩层势必加大底板破坏深度，一旦扰动隔水层内L5弱富水性含水层形成寒灰水间接补给通道，影响工作面底板安全稳定。为此首先建立双层结构底板塑性滑移线场理论模型，推导出三种工况下双层底板最大破坏深度解析解；然后通过自主设计的孔隙水压力（弹簧）和地层有效应力（千斤顶）协同工作的相似模拟试验平台，基于数字图像相关技术模拟分析了采场顶底板变形形态和破坏特征；最后使用钻孔应变测量方法在平煤十二矿己15-31040近全岩工作面开展底板破裂发育形态现场监测。结果表明：采用双层结构底板塑性滑移线场理论计算出己15-31040近全岩工作面底板最大破坏深度为16.59 m；相似模拟试验揭示了底板破坏集中于开切眼及工作面两端，具有明显滞后破坏特征，最大破坏深度为17.8 m，工作面推进159.9 m进入充分开采后，底板应力逐渐恢复；现场实测结果显示底板岩体在工作面前方7.9 m出现压剪滑移破坏，工作面推过钻孔前后底板分别表现出压剪和拉剪破坏，底板最大破坏深度介于16.5～18 m。现场实测与理论计算和相似模拟试验结果...     

谢桥矿B组煤层开采底板破坏规律测试分析

工作面回采引起煤层底板岩层的变形破坏深度及特征是矿井防治水工作的重要依据。以淮南谢桥矿B组6煤层开采条件为研究对象,在工作面回风巷底板布置钻孔电法测试系统和巷道电法测试系统,构建测试空间系统,依据回采进度进行实时监测,结合岩层电阻率值对比,以获得工作面回采过程中底板岩层变形与破坏深度值及其特征。结果表明,该工作面6煤层开采破坏深度为13.5 m,可为B组煤层其他工作面开采底板条件判断提供参考。     

布尔台矿42201工作面底板砂岩承压水防治技术

为了解决布尔台矿42201工作面底板砂岩承压水带压开采问题。根据勘探钻孔资料及上部22201工作面开采过程中封闭不良钻孔出水情况,分析了工作面带压开采水文地质条件。通过计算煤层底板采动破坏深度、有效保护层厚度、阻水能力及突水系数,评价了工作面带压开采威胁程度。采取直流电法探测对底板砂岩含水层富水性异常垂向、平面分布范围、特征进行探查,并对重点富水异常区域进行钻探验证及疏水降压。对工作面内钻孔封孔质量进行了评价,预计了工作面开采时封闭不良钻孔的透水量,并对封闭不良钻孔区域的底板砂岩含水层实施疏水降压及注浆改造。经注浆检查孔验证,该区域疏水降压及注浆改造效果较好,可实现工作面安全开采。     

庞庞塔煤矿9~#煤层带压开采安全性及治理措施

庞庞塔煤矿9~#煤层工作面为带压开采,以9-101首采工作面为背景,采用极限水压理论及突水系数法探究底板突水的危险性,模拟分析了工作面回采期间底板塑性破坏的深度及底板隔水层注浆加固效果。结果表明,正常条件下底板塑性破坏深度为27 m,底板存在较大的突水危险,注浆后底板破坏深度减小为10 m,奥灰含水层突水的危险性解除。可见,通过底板注浆改造,能够保障庞庞塔矿9-101工作面的安全回采。     

董家河煤矿大采深条件下底板破坏深度实测与模拟分析

底板突水是我国煤矿的重大灾害之一。采用钻孔声波测试法对澄合矿区董家河煤矿5号煤层22507工作面进行了底板破坏深度现场监测。监测结果表明:煤体下工作面正下方的底板破坏深度最大值为10.8m,同时采用FLAC3D有限差分程序,对董家河煤矿5号煤层22507工作面采场下开采顶底板破坏效应进行了模拟研究,数值模拟结果与现场实测结果相吻合,为今后董家河及类似矿井带压开采有效隔水层厚度选取和安全开采提供技术参考。     

董家河煤矿大采深条件下底板破坏深度的实测与模拟分析

 底板突水是我国煤矿的重大灾害之一。采用钻孔声波测试法对澄合矿区董家河煤矿5号煤层22507工作面进行了底板破坏深度现场监测。监测结果表明：煤体下工作面正下方的底板破坏深度最大值为10.8m,同时采用FLAC3D有限差分程序,对董家河煤矿5号煤层22507工作面采场下开采顶底板破坏效应进行了模拟研究,数值模拟结果与现场实测结果相吻合,为今后董家河及类似矿井带压开采有效隔水层厚度选取和安全开采提供技术参考。     

偃龙矿区奥陶系强岩溶含水层底板注浆改造技术

偃龙矿区地处豫西地区,矿井深部开采二1 煤层受奥陶系强含水层岩溶裂隙水威胁,奥灰水压不断增高,煤层底板构造发育、隔水层不稳定等突水因素影响了安全回采。通过水文地质资料分析与瞬变电磁技术进行底板富水性探测,建立了底板注浆改造深度精确计算模型,提出了偃龙矿区二1 煤层底板注浆改造水害防治技术,并进行了工业性试验。结果表明:12061 工作面底板分布有 3 种类型富水异常区,富水异常区域岩层节理、裂隙较为发育, 异常区覆盖工作面底板大部,工作面底板存在突水危险性;菱形钻孔布置有利于减小孔间距,最终确定底板注浆改造深度为 65 m、注浆压力为 9 MPa 与注浆扩散半径为 25 m,对太原组下段及奥陶系灰岩含水层注浆变含水层为相对隔水层,切断了底板奥陶系灰岩含水层与二1 煤层的水力联系;底板注浆封堵后,检验孔水量不大于 10 m³ / h,钻孔孔壁光滑,原 5 个富水异常区消失,注浆改造效果显著。     

三软不稳定煤层深孔注水防尘与注浆防片帮技术

为降低综放工作面煤尘浓度及控制煤壁片帮,针对白坪煤矿三软煤层情况,对工作面煤层进行了深孔注水防尘与注浆加固煤壁。首先采用ZDY-3200钻机施工60～80 m深的注水孔;然后在注水孔周围6 m内使用ZBQ-6/2.5型钻机施工深9 m、间距0.6～1.2 m、排距0.8～1.0 m的煤壁注浆孔;选用MRB125/31.5型注水泵用12～14 MPa压力对煤层注水压裂,再用5～8 MPa压力反复间歇式注水。现场应用效果表明,采用该技术能够使煤层水分由4%增至5%～6%,回风巷煤尘平均质量浓度269 mg/m3降至108 mg/m3;工作面煤壁片帮范围由占煤壁总长的50%～70%减少到10%～30%,有效地解决了煤壁片帮问题。     

综放工作面过断层构造带注浆加固技术应用

针对宝雨山煤矿12141工作面过断层构造带回采期间，工作面出现顶煤松散破碎、煤墙片帮严重，工作面支护难度大，顶板维护管理困难等问题，根据煤体注浆加固技术机理，提出超前在工作面上下巷道超前切眼向断层破碎带影响范围内的煤体中施工注浆钻孔，向钻孔内灌注注浆液对煤体进行超前注浆加固的技术方案，同时根据注浆孔的位置、深度、角度等参数的不同，提出了4种注浆孔布置设计方案。通过对4种方案进行分析比较后，选取了混合布置注浆孔的方式对顶部煤层进行注浆加固，结合现场实际情况，合理了设计注浆孔参数和施工方案。现场实践和观测结果表明，对破碎的煤体提前进行注浆加固以后，提高了煤岩体的完整性和稳定性，增强了煤岩体的抗拉和抗压强度，提高了煤岩体承压能力，工作面煤墙和顶板得到有效控制，确保了工作面安全正常回采。该技术方案的提出为类似地质条件下工作面过构造带提供了参考。     

煤矿灰岩层水平井注浆技术研究

通过煤矿底板灰岩含水层水平井注浆加固治理，可较好地解决煤矿底板防治水难题。为了提高水平井注浆加固灰岩含水层的效果，以界沟煤矿东一下采区水平井为研究对象，根据灰岩含水层渗透性特征，确定了扩散半径、浆液类型及配比。结合水平孔钻进情况，运用破壁和清水洗井技术，进行压水试验和静压升压注浆加固治理；确定了注浆压力、终止流量、注浆数量；在注浆顺序、装备选型、水平注浆、效果验证等关键技术进行了研究应用。结果表明，治理区采用扩散半径27 m，灰岩采用水泥浆单浆液；清除泥皮，清水洗井，选配高速制浆和智能化注浆装备，进行孔口分段式注浆，递增升压至10 MPa，注浆量提升至0.8 t/m，有效提升加固治理效果。     

矿井煤层底板承压水防治措施与应用研究

某井田周围的水源丰富,导致煤矿开采过程中出现了严重的涌水问题,对煤矿生产安全构成了一定程度的威胁。在对井田特征及主要水体进行简要介绍的基础上,分析了井田附近的水文地质特征。基于钻孔实验研究了11100掘进工作面围岩的水文地质情况,基于实验结果对工作面不同区域进行分区。利用综合探测、疏水降压和注浆加固技术制定了煤层底板承压水防治措施方案。通过实践应用发现取得了很好的效果,疏放水量达到了2万m³,工作面底板的钻孔承压值由最大时的0.76 MPa降到0。     

煤巷过陷落柱深孔注浆加固技术

 陷落柱的存在对煤矿的安全生产构成了巨大的威胁,尤其不利于井下煤巷的掘进和长期稳定。本文以谢桥矿13216工作面所处的特殊地质条件为背景,在分析了注浆加固陷落柱作用机理的基础上,详细介绍了煤巷过陷落柱地质异常带影响区的注浆加固方案,并展开应用研究。现场工程实践表明采用底板深孔注浆加固技术,能有效保证巷道的长期稳定,在工作面回采过程中,巷道断面面积都在10m2以上,满足矿井的正常生产,对相同条件的煤巷支护具有重要的借鉴意义。     

采动底板裂隙渗流演化规律数值分析

 基于桃园煤矿10煤层的赋存和水文地质条件,采用离散元数值计算,分析了采场底板应力分布、变形和塑性特征,研究了采场底板渗流压力场、流量场分布特征。结果表明：采动影响深度为45m,塑性区深度在工作面底板以下17m,当工作面接近底板奥灰岩含水层,岩体结构较容易破坏失稳,形成渗流通道。现场依据数值计算结果,设计了疏水降压和注浆加固底板控制技术,确保了赋水条件下煤层的安全回采。     

采动底板导水破坏深度滞后煤壁二次加深规律探测

率先明确探测并提出底板采动导水破坏深度滞后煤壁二次加深的观点,并先后选择晋城、榆林、鄂尔多斯多个煤矿工作面做了验证,利用现场测试条件,在煤壁推过测点后,仍对底板采动破坏规律实施注水试验与底板岩层应变连续性探测。探测结果表明:1)底板岩层首次破坏发生在工作面刚推过测点的应力集中区;2)工作面推过测点15~20 m,即过测点后的第1次周期来压时,测点位置的底板导水破坏深度出现二次滞后加深,破坏加深程度一般在1~2 m;3)工作面推过测点2~4个周期来压后测点位置底板岩层变形状态趋于稳定;4)工作面推过测点后第1次周期来压到第4次周期来压之间(工作面推过测点15~60 m)这段距离为底板滞后突水高风险区域;5)底板注水试验与岩层应变探测试验的探测结果一致性很高。     

底板定向长钻孔技术预抽煤巷条带瓦斯应用试验

2130煤矿4号煤层为突出煤层,工作面采掘接替严重紧张,为实现4号煤层工作面24223运输巷快速掘进,决定在24223运输巷开展底板定向长钻孔预抽煤巷条带瓦斯试验。此次试验共设计施工了4个定向长钻孔,通过现场试验数据分析,4号煤层24223运输巷平均瓦斯含量由11.14 m³/t降为5.73 m³/t,降低了48.6%,同时大大缩短了工期,减少了施工安全风险,节约成本82.8%。试验结果表明,“以孔代巷”技术能够实现煤巷条带瓦斯的快速、有效治理,且性价比较高。     

煤峪口矿81010工作面煤层底板裂隙发育特征及防治

针对煤炭开采过程中出现的突水事故,采用RFPA数值模拟软件建立采动模型,对底板裂隙破断过程和声发射进行模拟,研究煤层底板采动裂隙扩展突水通道,结果表明:离断层越近,断层内水压导升高度越高,断层出现活化,裂隙扩展发育,最终贯通形成导水通道,在进行注浆改造后,单个钻孔的最大涌水量为8 m³/h,说明注浆加固防治水效果较好,能确保工作面的安全回采。