近距离煤层出倾向煤柱防治压架的数值模拟

针对近距离煤层下行开采下覆煤层工作面在推出上覆倾向煤柱过程中易发生的切顶压架灾害,提出一种防治措施。采用UDEC4.0数值模拟实验,分析了工作面在出煤柱过程中关键块体的运动过程。结果表明,关键块体始终处于动态稳定状态,最终在周围岩块的铰接作用下缓慢下沉触矸,整个出煤柱阶段不会发生切顶压架灾害。     

关键层结构提前滑落失稳对浅埋近距离煤层出煤柱压架灾害的影响

针对神东矿区浅埋近距离下部煤层工作面出煤柱时频繁发生的压架灾害问题,综合采用理论分析、模拟实验与现场实测,从煤柱边界上方关键层结构稳定性角度,阐述了该结构在下部煤层工作面出煤柱前预先发生滑落失稳对压架灾害的影响规律。结果表明:下部煤层工作面出煤柱开采过程中,煤柱上方关键层破断后与采空区一侧已断块体形成的三铰式结构是不稳定的,它的相对回转运动向下传递的过大载荷是引发压架灾害的根源;若采空区一侧已断块体提前发生滑落失稳,则下部煤层工作面出煤柱等效于采空区下的重复开采,煤柱上方关键层破断后将无法与采空区一侧已断块体发生同步的相对回转,从而可有效减缓煤层间岩层的负载,最终对压架灾害发挥明显的削弱作用;据此提出了对煤柱上方关键层铰接结构提前实施爆破强放的防治对策,其有效性得到了模拟实验和开采实践的验证。     

冲沟地貌近距下位煤层综放面进出煤柱期间顶板结构稳定性研究

针对冲沟地貌条件下近距离煤层群下位煤层综放面进出煤柱期间矿压显现剧烈问题,以上榆泉煤矿9#、10#煤层为工程背景,采用数值模拟方法分析了上位9#煤层遗留煤柱集中应力的分布规律,探究了下位10#煤层综放工作面进出煤柱期间采动应力与煤柱集中应力的叠加效应,结合工作面进出煤柱顶板结构模型,明确了顶板结构失稳方式为回转失稳与滑落失稳,回转角度与岩层断裂度为失稳的关键影响因素,针对顶板块体破坏方式提出煤柱下掘进工艺巷和减小采厚两种的进出煤柱期间压架灾害防治措施。可为冲沟地貌近距离煤层开采顶板控制与灾害防治提供借鉴。     

近距离煤层开采过上覆煤柱防治压架的理论研究

针对近距离煤层工作面在推出上覆煤柱过程中易发生切顶压架灾害,结合其机理提出一种预防措施:基于两煤层间关键层的周期断裂步距,在煤柱内外两侧各选择一个合理位置爆破关键层,得到一个"横跨"煤柱和采空区的关键块体,随工作面的推进及时发生回转与周围岩块铰接形成稳定结构,从而"掩护"工作面通过出煤柱阶段。采用理论分析,得知工作面在出煤柱过程中关键块体的受力状态。结果表明,关键块体始终处于动态稳定状态。最终在周围岩块的铰接作用下缓慢下沉触矸,整个出煤柱阶段不会发生切顶压架灾害。     

大柳塔煤矿22103综采面压架机理及防治技术

根据神东矿区浅埋煤层开采压架机理的已有认识，对大柳塔煤矿22103综采面支架在12000kN工作阻力时发生压架事故的原因进行了分析，并提出了相应的防治对策。结果表明，附近小煤矿对上煤层的越界开采，使得22103工作面回采经历了推出上覆遗留煤柱的开采状况；而在此过程中，煤柱上方三铰式关键块体结构的相对旋转运动会造成2煤层间关键层结构上的载荷过大而失稳，最终引起工作面的压架。据此提出应首先探明上覆煤柱的分布情况，通过减小煤柱上方关键块体的回转空间、降低采高以及提高支护质量等措施进行压架事故的防范。     

倾向煤柱边界超前失稳对工作面出煤柱动载矿压的影响

针对近距离煤层工作面出上覆倾向煤柱时的动载矿压问题,采用理论分析、数值模拟以及工程验证的方法,从煤柱边界超前工作面失稳的角度阐述了其对动载矿压灾害的抑制机理,并就煤柱埋深、煤层间有无关键层以及煤柱边界有无空巷等因素对煤柱边界超前失稳的影响规律进行了研究。结果表明：工作面临近推出上覆倾向煤柱时,煤柱边界的超前失稳会造成上部关键块体提前发生反向回转,从而能在工作面出煤柱时削弱关键块体结构回转运动对煤层间岩层作用的能量,最终减弱动载矿压灾害发生的几率和强度。上覆倾向煤柱埋深大、煤层间无关键层以及煤柱边界存在空巷均易导致煤柱边界发生超前失稳,从而可对动载矿压灾害的发生发挥明显的抑制作用。对于煤层埋深较浅或煤层间仅存在一层关键层等动载矿压灾害易发生的开采条件,可在处于下煤层工作面出煤柱一侧边界内开掘空巷,或对此区域实施人工预爆破,促使煤柱边界在工作面临近出煤柱时发生超前失稳,从而达到防治动载矿压灾害的目的。研究结果得到了神东矿区活鸡兔井和补连塔煤矿4个工作面出煤柱开采工程实例的验证。     

浅埋房采区下近距离煤层开采动载矿压机理

浅埋煤层工作面房采区下开采易发动载矿压甚至压架等灾害事故。以石圪台矿31201综采工作面典型房采煤柱下动载矿压的案例为基础,采用现场实测、理论分析、数值模拟和物理模拟手段对此类动载矿压发生的机理进行深入研究。研究结果表明：房采煤柱较集中煤柱更易失稳破坏;在下煤层采动和超前支承压力的影响下,房采煤柱突然大范围的失稳破坏会导致其上方关键层发生超前断裂,关键块体的逆向回转将过大的覆岩载荷传递至下方岩层结构,最终导致下位关键块体发生滑落失稳,这是造成工作面发生强烈动载矿压的根本原因。针对易发此类动载矿压的条件,从阻止或转移上覆岩层载荷的角度提出几点针对性的防治措施,其有效性和实用性得到了31201工作面后续安全开采的证实     

浅埋煤层开采压架类型

浅埋煤层长壁开采工作面矿压显现有时很强烈,在支架工作阻力和支护强度很大时仍发生严重的压架事故。据不完全统计,神东矿区自2007年以来先后发生十多起严重的压架事故,造成了巨大的经济损失。压架灾害是目前影响神东矿区浅埋煤层安全高效开采的重要因素之一。为了有效防治压架灾害,通过大量的工程实测,并结合模拟实验和理论分析,对神东矿区浅埋煤层开采压架机理与类型开展了系统深入的研究,结果表明:当浅埋煤层覆岩呈现复合单一关键层结构和上煤层已采单一关键层结构时,在下列4类特定条件下上覆岩层直至地表的荷载易直接作用到该单一关键层结构上,导致关键层结构的滑落失稳,引发工作面压架:1厚风积沙复合单一关键层条件;2过沟谷地形上坡段条件;3采出上覆集中煤柱条件;4上覆房采煤柱下开采条件。揭示了上述4类条件下关键层结构失稳机制与压架机理,并提出了相应的防治对策,指导了神东矿区浅埋煤层开采压架灾害的防治实践。     

近距离煤层工作面出倾向煤柱动载矿压机理研究

针对中国神华能源股份有限责任公司神东煤炭分公司大柳塔活鸡兔井21305工作面过上部倾向煤柱时的动载矿压问题,通过煤柱上方关键块体结构的稳定性分析以及模拟实验,对工作面出煤柱阶段动载矿压发生的机理和规律进行了研究。结果表明:出煤柱阶段煤柱上方两关键块体形成的三铰式结构是不稳定的,两关键块体会随下部岩层的下移而发生相对旋转运动,最终导致下煤层关键层断裂块体上覆载荷过大而失稳,这是造成此阶段工作面动载矿压发生的根本原因;两关键块体的回转角通常情况下无法达到维持其结构稳定的极限条件,这决定了出煤柱阶段工作面动载矿压的普遍存在;当煤柱边界上方关键块体结构断裂线外错于煤柱边界时,下部岩层对其支撑力的力矩最小,因而下煤关键层承受的载荷也就最大,故而最易导致下煤层工作面动载矿压的发生。     

综采工作面过上覆集中煤柱压架机理分析

为解决下层煤综采工作面过上覆集中煤柱时易发生压架事故的问题,采用理论分析和现场观测的方法,对石圪台煤矿22301综采工作面过上覆集中煤柱压架事故原因进行分析,揭示压架事故的机理,并提出相应的防治对策。结果表明:在工作面出上覆集中煤柱5~20 m时,上覆岩层会在上覆集中煤柱边界破断,并形成砌体梁式铰接结构,随着工作面的推进,铰接结构的断裂岩块会进一步回转失稳,对下层煤工作面顶板产生冲击作用,容易发生动载矿压现象,导致压架事故的发生。因此,提出了优化工作面开采设计、对上覆集中煤柱实施预裂爆破、工作面调斜、矿压观测等措施,使综采工作面避开应力集中的影响、周期来压强度降低、动载矿压降低,从而达到避免发生压架事故的目的。     

三维地震勘探在郭屯煤矿探测地质异常体中的应用

岩浆侵入煤层及古河流冲刷煤层造成煤层被吞蚀、变焦、变薄及煤层被冲刷,影响着煤矿高产、高效、安全生产。该文通过实例介绍了利用常规三维地震解释技术结合地震属性分析技术,准确地圈定煤层被吞蚀、变焦、变薄及煤层冲刷平面分布范围及分布规律,避免了单一属性解释的片面性及多解性。     

黔西比德－三塘盆地煤层群发育特征及其控气特殊性

黔西比德－三塘盆地煤层群发育,具有特殊的控气特征。基于17个钻孔和4个探槽的煤层数据及11个勘查区600多个煤芯解吸资料,以0.3m作为单一煤层厚度的统计下限,采用煤层层数、煤层间距、煤层总厚度来表征煤层群的特征,探讨了各参数之间的相关关系,及煤层层数等值线、煤层间距等值线与煤层甲烷含量等值线之间的空间叠置特征。结果显示：煤层层数越多,煤层间距就越小,煤层厚度就越大,它们之间具有很好的乘幂关系。同时,发现煤层层数等值线、煤层间距等值线与煤层甲烷含量等值线分布在空间上高度吻合;在煤层甲烷富集区,甲烷浓度高的区域煤层层数最多,煤层间距最小。由此进一步说明,在煤层群发育区,煤层间距小、砂泥比低、整体煤岩封闭性好导致的煤层之间“叠加”封闭,是煤层气保存的有利条件。     

测井曲线在龙湖煤田勘煤层对比中的应用

介绍了龙湖煤田的地质概况 ,重点研究了测井曲线在龙湖煤田煤层对比中的应用 ,并收到了良好效果     

西山矿区厚煤层采全高的巷道布置研究

为提高煤炭资源采出率与综合解决厚煤层全高开采的技术难题，改变西山矿区分层开采的现状，提出了适用于西山矿区厚煤层全高开采的合理巷道布置形式，阐明了其合理性和可行性。     

急倾斜厚煤层顶底板移动特征的模拟研究

以新疆某煤矿急倾斜特厚煤层采煤工作面为工程背景,运用FLAC数值模拟软件对采后顶底板运动特征进行模拟研究,为相似赋存条件下的煤层开采提供了瓦斯涌出路径和预防顶板事故的理论基础。结果表明:随工作面煤层的开采,两侧顶板岩层中垂直应力分布表现为工作面前方出现应力升高区、峰值区和降低区,应力集中程度最大。煤层采出后,上覆岩层压力得到释放,在顶板产生一定深度的卸压区,其应力值仅有0.5 MPa。     

鹤岗煤田煤层气赋存规律

鹤岗煤田主要含煤地层为上侏罗统石头河子组 ,总厚度 730～ 1310m含煤 40余层 ,可采和局部可采36层 ,含煤总厚度 2 9 46～ 85 80m。含煤系数 4 0 %～ 6 5 % ,矿区煤层埋深 2 0 0 0m以浅煤层气含量大于 4m3 /t。至保有储量界线范围内 ,煤层储量可达 40 8亿t,外围预测煤炭储量达 8 1亿t。煤类以气煤为主。煤层气含量南山、新一、兴安台矿平均值为 13m3 /t。经计算煤层气资源量达 6 31亿m3 ,因此 ,从煤层气赋存特征入手 ,深入研究本区煤层气赋存规律 ,对煤层气评价及勘探开发具有一定的意义。     

急倾斜煤层仰斜采煤法的探索及应用

在向阳煤矿急倾斜、薄煤层中,采用仰斜式采煤法取得了较好的技术经济效果,对0.8 m以下煤层采法取消木支护具有重要的现实意义,值得借鉴应用。     

易发火特厚煤层底板层开采工作面防火技术

峻德煤矿296π放工作面在易发火特厚煤层17层底板层放顶煤开采中,自2002年5月1日至2006年5月,由南向北共采出走向1300 m,期间与294机采工作面分底、顶板层,同时开采共410 m;296连续生产的48 M期间,始终坚持采用均压、喷洒阻化剂、采后灌浆、超前注水降温、密闭注浆等综合防火措施,堵住了漏风源头,使采空区及工作面没有出现发火隐患。     

井筒揭穿突出危险煤层综合防突技术

通过对青东煤矿煤层突出危险性分析,研究确定了井筒穿过具有突出危险性煤层时通过地面预注浆进行固化煤层,降低煤层的孔隙率和瓦斯放散初速度,提高煤体强度,使煤体不具有突出危险性,震动性爆破前巧妙将工作面施工成所揭煤层成平行,采用电磁高性能安全雷管进行远距离震动爆破,实现安全快速揭开煤层。     

北山煤矿地质构造对煤层形态和厚度的影响

在北山煤矿地质构造特征研究的基础上，对该矿煤层形态和厚度的变化影响进行了初步分析和研究。结果表明，北山煤矿主采煤层形态和厚度的变化受横弯褶皱和纵弯褶皱的双重控制，近SN、EW和NE～ NEE向的高角度正断层对37＃、39＃煤层影响最大，岩浆岩影响程度相对较弱。该研究可为北山煤矿下一步煤炭资源的合理开采提供一定的参考和指导。