工作面来压与顶板突水的关系研究

以徐庄煤矿7199工作面为例,研究了工作面来压与顶板突水的关系。首先运用理论分析和现场实测的方法,确定7199工作面的初次来压步距为63.5 m,周期来压步距为30.5 m。其次分析了现场涌水量与工作面的来压情况。最后,运用相似模拟技术分析了采煤工作面来压前期、初次来压和周期来压阶段顶板裂隙、离层的发育规律,解释了来压期间顶板突水机理。     

高水压突水危险工作面防治水关键技术

为实现赵固二矿11011工作面在高水压突水条件下安全回采,对高水压底板进行加固,对断层进行预注浆治理;利用相似模拟实验对底板突水及加固效果进行研究;并应用经验公式、力学理论分析、神经网络和基于支持向量机等多种方法预测底板破坏深度为20.12～23.63 m;利用直流电勘探法测得底板破坏深度为23.48 m。结果表明:底板加固后富水区明显减小,部分区域富水区消失,断层水量明显减小,开采未发生突水危险,实现了工作面的安全回采。     

近距离多煤层重复采动“两带”高度预计方法改进

为解决"三下"采煤规程中近距离煤层组综合采高M_Z计算公式在上下煤层间距较大时计算结果失真问题,基于开采沉陷规律和时间效应,研究并提出了2层及以上近距离煤层组(群)开采时"两带"高度预计方法,即导水裂缝带和垮落带。研究结果表明:根据煤层采高M、垮落带高度H_k和煤层间距h,近距离煤层组又可划分为较近距离煤层组(Mh≤H_k)和极近距离煤层组(0≤h≤M);近距离煤层组(群)折算采高M_(ZS)为将采煤层采高加上由已采煤层和煤层间距折算的采高,极近距离煤层组还需考虑时间因素;基于M_(ZS)提出了"判别煤层组类型—计算折算采高—确定‘两带’高度"三步法的近距离煤层组(群)开采"两带"高度预计方法及预计公式。实际工程应用验证该方法更为合理、有效,可为水体下多煤层安全高效开采提供了技术支撑。     

深厚松散层薄基岩条件下覆岩破坏高度实测分析

赵固一矿首采面上覆松散层厚大于518 m,基岩厚小于80 m,为获得开采后覆岩垮落带和导水裂缝带的高度,合理确定工作面开采上限,采用地面钻孔观测法对该首采面覆岩的破坏高度进行了观测,并对钻孔设计、钻孔施工和"两带"高度判别方法进行了研究分析.观测结果表明:该首采面垮落带发育高度为13.1 m,垮采比为3.85,导水裂缝带发育高度大于29.2 m,裂采比大于8.59,该结果与相似模拟试验值和数值模拟值基本吻合,相互得到验证.     

煤矿立井井筒稳定性评价及破裂预测

针对影响井筒破裂的诸多复杂因素,提出了多种井筒稳定性评价方法。以东滩矿为例,分析了影响井筒破裂主要因素的变化特征,对东滩矿各井筒目前的稳定性进行了分析评价,合理地预测出井筒发生破裂的时间范围,避免因井筒破裂威胁矿井安全,造成经济损失,为选择合理的井筒破裂防治工程提供了参考依据。     

有效应力原理几个问题探讨

分析了关于有效应力的几种错误概念，讨论了黏性土及高压下砂土中的有效应力原理，并通过算例比较了不同考虑方式计算结果的异同.     

分层开采工作面底板注浆加固条件与效果研究

以我国富水矿区焦作矿区九里山矿14141工作面为工程背景,统计分析大量底板注浆钻孔揭示的地质和水文地质信息与参量,分析了工作面注浆加固条件,得到了评价注浆效果的方法。研究得如下结论：根据注浆钻孔涌水量对工作面底板突水危险区进行划分|得到钻孔涌水量和水压呈现正相关关系|通过分析不同深度出水次数和总的涌水量,表明L8灰岩含水层富水性弱于L2灰岩含水层富水性|指出断层对底板富水性和注浆有着明显的影响。综合分析涌水量、水压、注浆量三者之间的动态关系,并发现随着注浆的持续进行水压呈现整体增大的现象,反映了底板岩层中的裂隙得到有效封堵,含水层局部密闭性增加。低水压、低涌水量和低注浆量为注浆效果良好的标志。     

试用灰色理论宏观预测矿井水灾害

以我国１９５９年至１９８８年由顶板水（地表水体和松散层含水体）和底板薄层灰岩水体引起矿井水灾害事故的统计资料为依据，应用灰色理论的宏观预测矿井水灾害可能发生的时间和严重程度。     

注水法预防井筒破坏机理及其应用研究

注水法是近年来新兴的预防井筒破坏的方法,是从控制含水层疏降的角度考虑,通过维持厚冲积层底部含水层水位稳定来预防井筒破坏。针对注水法预防井筒破坏机理认识不足、现场应用效果及可行性还需要系统的研究与探讨等问题,采用室内试验、数值模拟和现场实践等方法分析了黄淮地区深埋黏土的工程性质及失水变形机理,研究了疏、注水条件下井筒受力状态和地层变形情况,并对注水法的应用效果及可行性进行了探讨。结果表明:深埋黏土主要由伊利石、高岭石等膨胀性物质组成,且随埋深增大向半固态转变,松散冲积层底部含水砂层失水上覆土层变形以整体滑移为主;疏水条件下井壁垂直压应力持续增大,地层压缩量增大,注水后,井壁垂直压应力减小,地层压缩量减小甚至出现微抬升,注水有效抑制了附加应力的产生,缓解了井壁的受压状态。在此基础上,通过对济三煤矿注水法的应用效果以及朱仙庄煤矿大降深疏降条件下注水法应用的可行性分析,得出济三煤矿工业广场松散底部含水层可控性较强,现场多孔联合注水效果较好,有效预防了井筒破坏;朱仙庄煤矿地层注水的可控性较差,在大降深疏放的条件下,不适宜采用注水法进行预防井筒破坏。研究结果进一步揭示了注水法预防井筒破坏的机理,为同类井筒破坏防治提供理论基础与应用参考。     

井壁卸压槽应力、变形特征及防治井壁破碎效果分析

根据兴隆庄煤矿主副井井筒破坏预防性治理工程和东西风井破坏治理工程建立的综合监测系统观测结果，分析了井筒卸压槽的应力和变形特征。认为井筒破坏预防性治理效果较好，应大力提倡。