刘庄矿13-1煤高抽巷合理位置与抽采效果研究

为了研究高抽巷合理的布置位置,根据淮南矿区刘庄煤矿13-1煤的实际开采条件和上覆岩层特征,采用理论计算、相似模拟试验和现场施工观测等方法,研究分析了高抽巷合理的布置层位和对瓦斯抽采效果的影响。结果表明:13-1煤工作面冒落带高度约是采高的4倍、裂隙带高度约是采高的16倍,高抽巷合理布置层位约为距煤层顶板42m。     

高瓦斯工作面高抽巷合理位置与抽采效果研究

为了研究高抽巷合理的布置位置,根据淮南矿区13-1煤的实际开采条件和上覆岩层特征,采用理论计算、相似模拟试验和现场施工观测等方法,研究分析了高抽巷合理的布置层位和对瓦斯抽采效果的影响。结果表明:13-1煤工作面垮落带高度约是采高的4倍、裂缝带高度约是采高的16倍,高抽巷合理布置层位约为距煤层顶板42m,利用相似模拟材料试验结果来确定高抽巷布置层位更为合理。     

石窑店煤矿近距离煤层上行开采可行性研究

针对石窑店煤矿首采区3~(-2)煤层已采区域上部2~(-2)煤层的开采问题,基于煤层赋存条件和开采现状,通过理论计算得出,冒落带高度9.8 m,为采高的4倍,裂隙带高度43.75 m,为采高的19.4倍。采用数值模拟方法分析3~(-2)煤层开采后对2~(-2)煤岩层结构性的影响。理论分析和数值模拟结果验证了上行开采可行性。     

祁东煤矿6130工作面“两带”发育高度的探测研究

针对祁东煤矿部分工作面开采过程中顶板"两带"高度异常发育的情况,通过理论与地面钻孔探测的方法,对6130工作面采后顶板导水裂隙高度进行了工程探测,得出6130工作面在采高1.9 m的条件下,冒落带高度达5～6倍采高,导水裂隙带高度达18～20倍采高,研究采动覆岩"两带"的发育规律,可为含水松散层下合理煤岩柱的留设及压架突水灾害的防治提供参考。     

极近距煤层群重复采动覆岩破坏规律相似模拟试验研究

针对近距离煤层群下行开采时重复采动引起的覆岩冲击性破断问题以及再生破碎顶板条件下工作面安全开采问题，以潘二矿11221,11223工作面为研究背景，通过物理相似模拟试验，对极近距煤层群重复采动覆岩破坏及裂隙发育规律进行了研究。结果表明，1煤工作面覆岩垮落带平均高度22 m,裂隙最大发育高度85 m,“两带”发育高度相当于采高的24.2倍；受3煤、1煤工作面联合采动影响，裂隙带相对向上发育增加15 m,覆岩采动充分垮落角基本对称，顶板破坏范围增大；随着工作面推进，煤层群顶板均经历垮落、裂隙发育、采空区冒矸被压实的演变过程，14 m厚的粗砂岩层作为关键层抑制裂隙向上发育，在回采结束后其下方产生较大离层；3煤顶板覆岩垮落形态近似呈非对称“Π”型，相对于3煤，1煤采完后，工作面呈现出“两大一小”的特征；“两带”高度发育大，垮落带和裂隙带的高度分别增加了46%、21%,顶板下沉量大，顶板垮落步距小，初次垮落步距和周期垮落步距明显减小，来压较为缓和。研究结果可为煤层群开采的围岩控制提供参考。     

综放开采合理割煤高度确定

为确定综放开采合理的割煤高度,采用理论分析和FLAC3D数值模拟的方法,研究了不同割煤高度对煤壁片帮深度、顶板位移、工作面超前支承压力的影响。研究结果表明:片帮深度与割煤高度成正比,采高越大,片帮程度越剧烈。顶板水平位移和垂直位移在采高小于4.5 m时,随采高增大缓慢增加;采高大于4.5m时,随采高增大增幅显著增大,即割煤高度4.5 m可以有效控制顶板。支承压力峰值随采高增大而增大;不同模型采高,超前支承压力影响范围均为煤壁前方90 m左右。割煤高度4.5 m时,煤层采出率为82.12%~85.08%,达到国内综放开采采出率的较好生产水平。因此,建议综放开采合理的割煤高度为4.5 m。     

万利矿区煤层群开采覆岩裂隙发育规律研究

采用数值模拟软件UDEC建立了万利矿区煤层群采动的数值模型,模拟研究了采动裂隙发育和煤层群采动相互影响的演变过程,分析了3-1煤顶板岩层采动裂隙的发育规律与预计高度.模拟结果显示,5-1煤的采动可引起3-1煤的裂隙高度略有增加,最终发育高度分别为40 m,按经验公式预计则为41~50 m,经瞬变电磁、钻孔实测的裂隙发育高度为45 m。根据导水裂隙带的发育规律,按3-1煤上覆含水层的富水性、隔水层厚度将矿区分为无水区、不可保区、天然可保区、可保区和观察区,并针对可保区进行了相应的保水开采实践。     

韩家湾煤矿浅埋近距离煤层群覆岩破坏规律研究

为研究浅埋深、近距离煤层群条件下的覆岩破坏规律,以韩家湾煤矿214201工作面为背景,开展了覆岩地面钻孔、漏失量观测法实测、相似材料模拟研究工作。经对实测数据整理,分析了该地质采矿条件下的覆岩破坏特征,覆岩“两带”发育高度、岩层破断角等。实测得到仅采3-1煤非充分采动的垮采比为6.5、仅采4-2煤垮采比为7.3|相似材料模拟顺序开采2-2煤垮采比为6.0,3-1煤垮采比为6.8,4-2煤垮采比为5.8;2-2煤岩层破断角为59.5°～69°,3-1煤岩层破断角为66°～71°,4-2煤岩层破断角为57°～68°;2-2煤初次来压步距45m,周期来压步距为11～17m;4-2煤初次来压步距为63m,周期来压步距为13～21m。研究表明：韩家湾煤矿浅埋深、近距离煤层群开采条件下,上覆岩层只发育有“两带”,下部煤层垮采比降低、上煤层垮采比升高,下部岩层破断角降低、周期来压步距增大的特征。     

银星一号井18上1煤层开采覆岩“两带”高度综合探测研究

为测定银星一号井18_上1煤开采后覆岩“两带”高度,选取11采区1118_上104工作面为测试地点,采用理论计算、地面钻孔冲洗液漏失量法和彩色钻孔电视综合研究“两带”发育高度,并采用数值模拟进行验证。结果表明,理论分析和钻孔探测的“两带”高度分别为14.33 m和51.16 m,为采高的14.04倍和15.50倍。数值模拟得到裂隙带高度50.4 m,与钻孔探测结果相吻合,验证了探测结果的准确性。     

大采高工作面顶水开采技术

针对第四系松散含水层下5.5 m大采高工作面顶水开采过程中水害防治问题,分析表明顶板砂岩水是工作面的主要充水水源,计算出导水裂隙带发育高度最大为56.9 m,防砂煤岩柱高度为42.36 m,防水煤岩柱高度为67.9 m;提出了煤水分运和分区域限高顶水开采技术以及"探放水+局部封堵+分段排水"顶板防治水技术,保证了工作面安全生产。该研究成果可为大采高工作面顶水开采提供借鉴。     

开滦东欢坨矿北二采区上行开采5煤层可行性分析

针对东欢坨矿北二采区上行开采5煤层可行性进行研究。在分析北二采区5煤层上行开采影响因素的基础上,采用"三带法"、"比值法"进行了初步的经验方法判别。建立工作面开采数值模型预测回采下部8煤层与上行开采5煤层后顶板裂缝带波及范围。经验判别得出5煤层位于8煤层垮落带之上,采动影响系数大于经验临界值7.5,上行开采5煤层可行。数值模拟了采动影响下围岩的扩容区,以体积应变大于等于0.025的等值线密集区视为导水裂隙区,得到8煤层回采顶板导水裂缝带最大高度为53m,上行开采5煤层后顶板导水裂缝带最大高度向上增长0.4m。下部8煤层开采将5煤层顶板改造为极软弱顶板,导致其裂缝带发育高度偏小,利于上行开采。     

深部大采高工作面覆岩“三带”发育高度实测

新街矿区红庆河煤矿开采深度在600m以上,顶板岩层较软,其单轴抗压强度仅30～40MPa,煤层厚度大,采高达到6m。为了掌握红庆河煤矿深部3-1煤层偏软顶板条件下大采高工作面覆岩破坏发育高度,采用改进型封隔器进行了井下仰孔测漏试验。测试结果表明,采高6m时,冒落带高度达到43.5m,冒采比7.25;导水裂隙带高度106.1m,裂采比17.7。该研究可为红庆河煤矿深部大采高开采水害防治及顶板控制等方面提供实测依据。     

“三软”煤层大采高工作面采场覆岩运移规律相似模拟研究

为研究皖北煤电卧龙湖煤矿8煤开采顶板覆岩运移规律,采用相似材料模拟实验方法,对8102回采工作面展开研究。结果表明:8煤直接顶初次垮落步距为30 m,基本顶初次断裂步距为50 m,平均周期断裂步距为13.43 m,垮落带高度为11 m,裂隙带高度为101 m,8煤上方亚关键层对覆岩破断下沉影响显著,7煤随8煤开采垮落,6煤裂隙发育。     

银星一号井111211工作面覆岩“两带”高度研究

为确定银星一号井12煤开采后覆岩“两带”高度对上部5煤开采的影响,选取11采区111211工作面为测试地点,采用理论计算、地面钻孔冲洗液漏失量法和钻孔彩色电视综合确定“两带”发育高度。结果表明,钻孔彩色电视影像探查的结果更加准确,可获得不同深度岩层段的裂隙长度和类型。测定111211工作面在采高3.4 m的条件下,垮落带高度12.79 m,垮采比3.76∶1;裂隙带高度53.35 m,裂采比15.69∶1;“两带”发育高度小于与上部5煤的层间距。这为5煤的上行开采提供了指导,也为同类条件的煤层进行上行开采提供了借鉴。     

某矿导水裂隙带高度的确定

裂隙带高度直接影响矿井的生产安全,是防水岩柱设计和水体下开采时最重要的数据。某矿井为确定5号煤开采后的顶板裂隙带发育高度,采用了《"三下"规程》中记载的公式计算了裂隙带的发育高度,计算最大裂隙带高度为45.2 m;应用UDEC数值模拟对裂隙高度进行了模拟,模拟裂隙带最大高度45 m;对试采工作面的裂隙带发育高度进行了实测,实测裂隙带高度为48.7 m。综合分析以上结果,得出该矿5号煤开采后的顶板裂隙带高度选择48.7 m。     

隆德煤矿浅埋上下煤层协调同采技术研究

为了确定隆德煤矿浅埋深1-1煤与2-2煤协调开采合理安全间距，采用CT探测技术及钻孔应力监测系统两种测试方法开展了上下煤层同采应力实测研究。研究得出：CT探测确定了2-2煤层大采高工作面超前采动应力范围最大为59.5m，1-1煤工作面顶板在采空区后方47.5m开始垮落，并影响下方2-2煤工作面应力分布|钻孔应力计实测确定了2-2煤层工作面超前应力影响距离最大50.7m，应力峰值超前于工作面6m，应力集中系数1.23，而2-2煤层工作面不受间隔煤柱宽度20m的相邻工作面以及间隔顶板岩层厚度54m的上覆1-1煤回采影响|采用了3种方法综合确定了隆德煤矿上下煤层协调同采合理滞后距离为138.4m。数值模拟研究表明，安全间距50m以内拉应力贯穿整个层间距，从而验证了隆德煤矿上下煤层协调开采安全间距138.4m的安全性。     

高瓦斯煤层群“煤与瓦斯共采”技术研究

为了解决沙曲矿近距离高瓦斯煤层群开采过程中综采面上隅角和回风流中浓度超限这一难题,结合从德国引进的千米定向钻机设备,提出了高抽钻孔纽和顶板裂隙钻孔组联合抽采瓦斯技术,构建了沙曲矿"煤与瓦斯共采"技术体系.本文在项板千米钻孔抽采技术原理分析的基础上,采用UDEC4.0数值模拟软件计算得出采空区冒落带和裂隙带高度为9 m和30 m,采动裂隙"0"形圈的范围为距工作面顶板垂高10～25 m,距采空区两侧水平距离为10～35 m.研究表明,顶板千米大直径钻孔抽采技术治理瓦斯效果明显,上隅角瓦斯体积分数稳定在0.8%以下,且钻孔抽采瓦斯体积分数达55%以上,抽采量达50 m3/min以上,实现煤与瓦斯安全高效共采.     

三百子煤矿5煤上行开采法可行性研究

以三百子煤矿2、5煤为研究对象,对其煤层特征以及顶底板的岩性进行分析,使用数值模拟的方法对采场覆岩破坏规律进行研究。通过理论计算、工程类比和数值模拟得出的5煤裂缝带高度分别为55. 4 m、84. 9 m和85 m。综合分析,从安全角度考虑,认为开采5煤产生的裂缝带最大高度为85 m左右,2煤经济可采区域与5煤层间距均大于90 m,预计开采5煤对2煤经济可采区域影响不大,2煤上行开采是可行的。     

发耳矿首采层开采顶板"两带"发育规律分析

煤层回采过程中,顶板上覆岩层在自重影响下发生断裂下沉并形成"三带"。通过对顶板"两带"发育规律研究,将为高位钻孔瓦斯抽采、顶板治理提供理论依据。根据发耳矿五采区1#煤层的现场情况,通过数值模拟、理论分析、摄像观测等研究方法,确定发耳矿1#煤首采层冒落带高度为15m,裂缝带高度为51m,开采后上覆岩层较长时间内处于动态下沉状态。研究成果对较软煤系地层上覆岩层移动有新的认识。     

远距离极薄煤层下保护层开采防突效果研究

为保证远距离极薄下保护层与其围岩一起开采的防突效果,降低过量开采煤层围岩产生的防突费用,以中泰公司为例,通过分析开采远距离极薄下保护层一8煤层对二1煤层保护效果的影响因素,计算出一8煤层不同采高下二1煤层在"上三带"的位置;运用RFPA2D模拟下保护层采高为0.5、1.0、1.5 m时二1煤层的变形情况。综合理论分析和模拟结果,确定保护层开采高度为1 m时,二1煤层透气性系数增大106倍,最大膨胀变形量达0.613%。现场试验表明,一8煤层工作面采高为1 m时,二1煤层被保护范围内本煤层瓦斯抽采量达到14 m~3/min,煤层最大残存瓦斯含量仅为1.83 m~3/t,被保护层取得了良好的区域防突效果。