采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理

根据断层滑移失稳与煤岩冲击矿压的关系,建立了断层滑移诱发煤岩冲击的黏滑-黏弹脆性体突变模型。以山东济三煤矿6303工作面地质资料为背景,采用FLAC5.02D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层对顶板运动的影响。研究结果表明：断层滑移诱发煤岩冲击分为两种力学机制,一是在断层活动条件下“断层滑移失稳动态诱发冲击矿压机理”;二是在断层相对稳定条件下“断层滑移稳态诱发冲击矿压机理”。断层滑移失稳动态诱发冲击矿压与断层滑移稳态诱发冲击矿压相比,更容易发生冲击矿压,且释放能量更多。断层滑移速度与工作面推进速度、工作面距断层距离、断层面力学性质、断层正压力和开采深度有关。工作面无论是由断层下盘还是由断层上盘向断层推进,工作面距断层越近,断层滑移量、滑移速度越大。工作面由断层下盘向断层推进时断层滑移量、滑移速度远大于工作面由上盘向断层推进时的,发生断层冲击矿压的危险性就越高。     

木瓜矿断层对工作面开采应力影响数值模拟分析

以木瓜矿10-211工作面过断层为工程背景,采用FLAC3D软件对工作面过正断层和逆断层期间的采场矿压规律进行了模拟分析。结果表明,正断层影响范围在20 m左右,逆断层影响范围在15 m左右;断层作为天然弱面对工作面应力传递起着阻断作用,断层上下盘的应力容易出现突变;加强采场过断层时的矿压监测是规避危险的有效途径。结果为木瓜矿工作面生产提供了一定指导,同时也可以作为相似条件下工作面过断层工作的参考。     

综采工作面过断层的技术应用研究

煤矿综采工作面在推进过程中,常会突遇一些断层及破碎带等常见的地质构造,对采煤工作面的安全生产及经济效益带来巨大影响。本文以东曲矿14216综采工作面过落差为2.1m的断层为例,分析了综采工作面过断层的技术方法,以期为同类地质条件煤层开采提供有效开采经验。     

断层条件下开采时矿压显现规律的数值模拟

为了弄清朱集东矿1111(1)综采作业面在断层条件下推进过程中的矿压显现规律,采用RFPA2D-Strata软件,对比模拟分析了工作面从断层上盘、下盘向前推进过程中断层对工作面支承压力的影响。结果表明：在断层条件下,无论从上盘还是下盘开采,工作面离断层较近时,工作面前方都会产生较高的应力峰值,形成冲击危险;相较于在上盘断层开采,工作面位于下盘断层时产生的应力集中系数更高,冲击危险性也更高。     

采动影响下断层附近矿压显现规律的相似模拟试验研究

为了研究采动影响下断层附近矿压显现规律,以曹村煤矿1010工作面的地质条件制作了两个相似材料试验模型,模拟工作面分别从断层下盘和上盘向断层推进研究了断层附近的矿压显现规律,研究结果显示:工作面由断层下盘向断层推进时,越靠近断层顶板稳定性越差,周期断裂步距小,当开采工作面在断层面位置时断层的正应力和剪应力达到最大值;当开采工作面从断层上盘向断层推进时,开采工作面顶板岩层断裂易于形成梁式结构,且断层滑移量相对保持不变;开采工作面经过断层后,断层的上下盘均发生显著运动,而主要以断层上盘沿断层面向下相对运动为主。     

孤岛工作面开采过程中矿压的监测及分布规律

为对孤岛条件下煤炭资源的开采回收提供矿压分布规律，通过布局优化监测了孤岛工作面下的矿压分布，得到了孤岛工作面开采过程中矿压的分布规律。结果表明：孤岛条件回采中，工作面30 m以内巷道变形速度明显加快，而在距工作面18 m左右巷道围岩移近速度加快，根据围岩变形及受力确定类似条件下的超前支护范围应该大于30 m。     

掘巷助采在综放工作面局部过大断层中的应用

该文介绍了掘巷助采在综放工作面局部过大断层中的掘巷布置、支护方式、掘巷施工、过断层开采及矿压观测情况,为类似条件下综放工作面局部过大断层提供了一个有益途径。     

断层孤岛煤柱轻放工作面矿压显现规律研究

针对石圪节煤业公司2123断层孤岛煤柱轻放工作面煤层的地质条件与顶底板的具体情况,制定了矿压观测的内容及方法,进而对工作面液压支架工作阻力、初次来压、周期来压,顶煤运移规律,巷道围岩变形进行实测分析,得到矿压显现的规律,从而为断层孤岛煤柱的成功开采提供了科学的依据。     

补连塔煤矿7m支架综采面回撤阶段矿压规律研究

通过补连塔煤矿7 m支架大采高综采工作面临近回撤段矿压观测及矿压规律分析,对回撤阶段来压位置进行预测,并确定合理的等压位置,指导了综采工作面安全回撤。在22303工作面实际开采过程中,距离回撤通道6.5 m处来压,工作面未采取等压措施直接开采至贯通,且贯通前1.6 m处来压结束。工作面最终实现了无来压贯通,回撤效果良好。该工作面的安全快速回撤,为日后类似条件下综采工作面回撤提供了借鉴和指导。     

阳泉矿区首采大采高综采面矿压规律实测分析

 寺家庄煤矿15104工作面是阳泉矿区首个大采高综采工作面,为了了解工作面矿压规律,对15104工作面进行了现场矿压实测与分析,结果表明,工作面初次来压步距为35.8m,周期来压步距为17.9m,动载系数为1.48,工作面中部来压超前于两端1~2m,支架初撑力偏低。实测结果对相同条件下煤层开采具有实践指导意义。     

司马矿井厚表土薄基岩开采上覆岩层矿压运动规律研究

为解决司马矿井厚表土薄基岩开采问题,采用数值模拟、现场观测的方法对薄基岩开采上覆岩层矿压运动规律进行了研究。结果表明,基岩较薄条件下,老顶来压断裂步距小,工作面前方支承压力分布范围为15m,支承压力峰值点在工作面前方5～15m范围内,比厚基岩工作面小,但工作面矿压显现明显;当粘土厚度40m、基岩厚度20m时两者可形成较为稳定的结构;可通过降低采高来保证薄基岩工作面的安全开采。结论在现场1101工作面的开采试验中得到了验证。     

断层附近"三软"煤层矿压显现规律的相似模拟研究

针对贵州矿区"三软"煤层开采过程中遇断层附近特殊地质条件下矿压显现异常的问题,采用相似模拟实验方法,根据米箩煤矿一采区3条下山东翼110302工作面的现场实际情况,设计并制作了二维相似材料模拟模型。相似模拟研究结果表明:当工作面开采接近断层时,工作面顶板周期来压步距变小;当工作面推进至断层水平距离为30 cm时,断层上盘相对于下盘岩层先出现滑移失稳现象;当工作面通过断层后,断层下盘相对于上盘再一次出现滑移失稳现象,断层面滑移失稳伴随着工作面矿压显现的异常。     

旋转开采技术在上行开采不规则薄煤层综采面的实践

针对济三煤矿上行开采3上薄煤层顶板完整性差和底板松软、断层发育及不规则小区段增多的现状,结合43上06综采工作面具体地质条件,采用短刀斜切的切割方式,实现了复杂地质条件下综采面旋转开采.旋转开采期间工作面矿压观测结果表明:在距工作面煤壁30 m范围内围岩变形相对较大,30 m外基本处于原岩应力区,受采动影响较小.工程实践表明该技术使机械化开采水平和煤炭采出率得到提高,经济效益显著.     

大采高采场覆岩顶板应力规律三维相似模拟研究

基于某矿区的地应力分布和大采高的具体条件,开展了采场矿压显现规律和巷道围岩变形规律的相似模拟研究。研究主要以该矿1-2煤层的地质赋存条件为典型背景,模拟开采高度为5m和6m时,工作面和巷道的矿压显现规律。通过大采高相似模拟实验,具体分析并总结了大采高开采过程中工作面的矿压显现规律。     

李家楼煤矿厚煤层开采断层底板破坏深度注水试验研究

李家楼煤矿进入厚度大于8m的底层煤开采阶段,距离奥灰强含水层最近,承受的水压最高,突水系数最大的首采工作面必须查明断层底板的破坏深度才能准确评价水文地质条件。采用注水试验的方法,获得了矿压对底板断层带破坏深度32. 5 m,深部破坏早于浅部的重要数据,同时获得了国家关于底板水文地质条件分类标准(GB/T 22205-2008)所需的岩石力学参数和水文地质参数,得到首采工作面水文地质条件简单的重要结论,为类似条件的工作面防治水提供了依据。     

极近距离煤层联合开采工作面矿压显现规律实测研究

为了掌握极近距离联合开采工作面矿压显现规律,实测了灵石煤矿极近距离9#煤与10#煤联合开采工作面的支架工作阻力,分析了进行联合开采回采工作面顶板的矿压显现规律。研究表明:进行联合开采的090105和100105回采工作面都具有明显的周期来压现象,工作面周期来压步距分别为13.4 m和10.6 m;下煤层工作面比上煤层工作面动压影响大,矿压显现更明显,下煤层工作面来压时间持续更短。为极近距离煤层联合开采矿压控制提供了重要依据。     

采动影响下断层附近矿压规律相似模拟研究

为了研究采动动压影响下断层面附近的矿压规律,根据朝阳煤矿3101东工作面地质资料和开采技术条件,在几何比为1∶100的条件下制作了3m×0.3m×1.8m的相似模拟材料,布设位移基点和压力传感器进行相似模拟研究。实验结果表明:工作面由下盘向上盘推进过程中,直接顶的周期突变失稳步距为30m,基本顶的垮落周期为60m,工作面超前支撑压力的影响范围为40 m,最大支撑压力值为45.1 MPa,应力集中系数为3.0,实验结果及过程对现场实际施工具有重要的指导意义。     

万利一矿大采高综采面矿压规律实测分析

 对万利一矿42202大采高综采工作面进行了矿压实测与分析,结果表明,工作面老顶初次来压步距为19.9 m,老顶周期来压步距为10~16.5 m,工作面中部来压超前两端2~5 m,来压强度比两端大1~3MPa;采动支承压力影响范围一般为15 m,工作面遇周期来压或接近联络巷时,影响范围增加到20 m;支架初撑力偏低,不能满足工作面正常开采和末采期间对支护阻力的要求。针对顶板的支护状况和顶板灾变危险,提出了提高支架初撑力等改善措施,研究成果对类似条件下浅埋煤层大采高综采工作面安全开采具有指导作用。     

薄煤层高档普采工作面过断层技术研究与应用

本文结合赵坡煤矿12311、12312工作面开采经验,分析了高档普采工作面过断层的开采技术。薄煤层高档采煤工作面过断层的安全十分重要,本文通过对12311、12312采煤工作面断层存在方式及矿压显现规律的分析,分析了过断层的技术、方法,总结了薄煤层高档采煤工作面过断层的安全技术。     

大柳塔煤矿7.0m支架综采面顶板结构与矿压规律研究

为了提高厚度大于6.0 m煤层的开采效率和资源采出率,神东矿区开展了7.0 m支架综采的开采试验,这是迄今为止世界上采高最大的综采工作面。根据大柳塔煤矿5-2煤首采面52304综采工作面7.0 m支架的开采条件,采用现场测试、模拟实验以及理论分析等手段,对工作面的覆岩结构特征及矿压显现规律进行了研究。通过实施顶板钻孔取芯及岩样力学测试等工作,揭示了52304综采工作面两侧开采区域的覆岩结构特征,为合理解释工作面开采阶段分区域的特殊矿压显现提供了基础。