薛虎沟煤矿2~#煤层老空区积水防治措施

煤矿老空区积水对煤矿的安全有着显著的影响,为了提高煤矿开采的安全性,有必要通过探放水的手段对煤矿老空水进行防治。薛虎沟煤矿采用地面物探与钻探相结合的手段进一步查清积水区和采(古)空区范围,做好井下开采煤层及上覆煤层采空积水探放水工作,及时疏排采空积水,防止发生透水事故。为避免与减少矿井采空水对矿井充水的影响,留设足够的防水煤柱,同时留设疏排水孔,应对未来开采区域邻近的采空区积水疏排,确保煤矿生产的安全。     

近距离煤层采空区下工作面矿压显现规律研究

针对近距离煤层采空区下开采采场矿压控制问题,根据某煤矿地质条件及工作面布置方式,采用物理相似模拟与现场实测相结合的研究方法,总结了近距离煤层上煤层开采完毕后,采空区下工作面回采过程中矿压显现规律,进一步分析了采空区下采场覆岩运动规律;由于上煤层开采造成上覆岩层垮落,老顶岩层完整性受到破坏,采空区下煤层开采时,工作面采场覆岩构成"块体-散体-块体"的复合老顶结构,从而使工作面开采过程中形成"小-大初次来压及周期来压"的矿压显现规律.     

慈林山矿煤层群下部采场覆岩运移规律

煤层群下部煤层开采,上部工作面与下部工作面双重扰动作用会加剧覆岩运移,覆岩原、次生裂隙发育演化形成导水裂隙,顶板、采空区水会极大地制约下部工作面安全、高效开采。为解决此类工作面开采难题,采用相似材料实验、理论分析法,对慈林山矿煤层群下部煤体开采时覆岩运移规律等进行研究。研究结果表明:慈林山矿煤层群下部工作面初次来压步距为55m,平均周期来压步距18.7 m,岩体垮落角在煤壁侧大于切眼处,下部煤体开采会扰动上部工作面煤柱,破断裂隙会贯通上部工作面采空区,且在上部壁式工作面一侧不易闭合,进而演变为导水裂隙,使下部工作面遭受岩体冲击、采空区水威胁,覆岩运移量由下至上具有降低—升高—降低演变特性,上部工作面覆岩沉降量整体较下部工作面大。     

水峪煤业61124工作面上覆老空区积水治理研究

汾西矿业集团水峪煤业61124工作面即将投入生产,通过理论计算、数值模拟等方法研究表明,61124工作面导水裂隙带发育高度达到90.5 m,远大于与上覆9号煤层采空区的距离,工作面回采受到上覆老空区积水的威胁,设计采用探放孔对老空区积水进行超前疏放,总疏放量达到2.1万m~3,探放孔水压降至0.73 MPa左右,成功解除了影响61124工作面安全开采的上部9号煤层老空水。     

上覆不明采空区突水危险性分析及积水范围探测

针对整合矿井上覆不明采空区工作面易发生老空水害的工程难题,以重组整合矿井胜利煤矿太原组10号煤层开采为例,运用力学模型分析、经验公式计算以及数值模拟方法,综合分析研究了10号煤层及上覆6号、2号煤层开采后的导水裂隙带高度、底板破坏带深度情况。研究结果表明:10号煤层及上覆6、2号煤层开采后的最大导水裂隙带高度分别是54.94、30.49、33.67 m,最大底板破坏带深度分别是12.24、3.12、1.25 m,基于其相对空间位置,判断出2号煤层采空区积水不会影响10号煤层开采,而6号煤层采空区积水会直接进入10号煤层,对10号煤层安全生产造成重大影响;利用调查资料、地面物探、井下物探相结合的方法对6号煤层不明采空区积水范围进行了精准确定,为后续钻探放水提供了依据,为相似工程条件下上覆采空区突水危险性分析及积水范围探测提供借鉴。     

下伏煤层空巷对上覆煤层开采的影响

为研究上覆煤层工作面过下伏煤层空巷的难题,基于基安达矿1002工作面突水事故,分析了下伏空巷对上覆煤层开采影响和含下伏空巷煤层开采底板贯通空巷演化过程。结果表明:10号煤层开采后底板破坏深度5.54 m,大于煤层间距5.4 m,下伏空巷对上覆煤层开采有突水威胁;在距空巷0 m应力集中区穿空巷且范围最大,4 m时应力值最大;在过空巷0、4、8 m时空巷左帮、顶板、右帮塑性区依次贯通底板,贯通宽度为2、4、8 m。过空巷8 m时空巷围岩发生大面积破坏此时极易发生突水。     

近距离采空区下煤层开采矿压显现特征研究

以湘桥煤矿10~#煤层开采为工程背景,对上覆采空区的底板破坏情况以及下伏煤层开采的顶板变形进行了理论分析,采用UDEC数值模拟软件对比分析了单一煤层开采与近距离采空区下煤层开采的矿压显现规律。结果表明:相较于单一煤层开采,近距离采空区下煤层开采支承压力应力集中程度更高,其超前支承压力强度更大;同时,由于近距离采空区下煤层开采属于重复采动,下煤层顶板岩层破坏较单一煤层开采更为严重,采场支护强度设计必须考虑上部采空区的影响。因此,在进行近距离采空区下煤层开采时必须采取加强下伏煤层开采超前支护、提高采场液压支架支护强度等措施,以保证近距离采空区下煤层开采顶板的有效管理和安全回采。     

特厚煤层综放工作面防灭火技术

新疆乌东煤矿+5754501工作面上部存在小窑开采历史、上覆老空区自然发火,及地表顶板解压期间裸露煤层自燃出现明火区域的问题,针对+5754501工作面存在的特殊开采条件,利用均压通风、超前注氮、架后埋管注氮等综合防灭火技术措施,有效地防止小窑开采区域、上覆老空区和本采空区遗煤自然发火及原地表明火区域复燃,确保了+5754501工作面安全回采。     

上覆自燃煤层采空区蹬空开采工作面自然发火防治技术

通过对乌兰煤矿Ⅱ030501蹬空开采工作面自然发火危险性分析,提出Ⅱ030501综采工作面防灭火措施,解决了上覆自燃煤层采空区蹬空开采工作面及上、下采空区自然发火防治难题。     

近距离煤层采空区下综采工作面矿压显现规律

在近距离煤层下行开采过程中,由于上煤层开采造成上覆岩层垮落,覆岩岩层完整性将受到破坏,采空区下煤层开采时,工作面采场覆岩将形成整体完整性较差的松散结构,具有来压不明显、动载系数小等特点.通过某矿的矿压监测数据分析其来压规律,并为类似矿井矿压规律研究及围岩控制提供依据.     

近距离煤层采空区下开采的研究与应用

3上2煤层受上覆3上1煤层采空区及层间距的影响。根据上部采空塌落稳定后采空区及巷间煤柱的压力传递范围,同时结合宁汶煤田近距离煤层开采经验,选择3上2煤层工作面与3上1煤层工作面采用内错式布置。     

矿井15#煤层上覆3#煤层裂隙分布规律分析

15#煤层采空区上覆3#煤层处于弯曲下层带的中部,裂隙高度未达到3#煤层,3#煤层基本保持相对完整,即15#煤层采空区不会对3#煤开采的顶板、瓦斯及水产生影响,在3#煤开采的过程中要防止小型构造发育的地段发生顶板冒落、瓦斯涌出以及周边采空区涌出水等事故。     

上覆采空区积水煤层开采突水危险性研究

为了摸清王坡煤矿15号煤层开采是否受上覆3号煤层采空区积水威胁,理论分析了3号煤层与15号煤层之间主关键层的位置、基采比、关键层破断裂隙贯通的临界高度等参数,预测原始条件下开采15号煤层覆岩导水裂缝带高度为69.13 m;采用经验公式,计算得出原始条件下开采15号煤层覆岩导水裂缝带高度为64.82～86.76 m。采用双端堵水器试验法实测了3号煤层采动影响底板破坏深度为20.39 m;采用经验公式计算得出3号煤层采动影响底板破坏深度为19.44 m。由于3号煤层与15号煤层之间平均间距为88.02 m,且大采高和放顶煤开采的垮落带和导水裂缝带高度要比分层开采高,经综合分析得出,开采15号煤层将面临上覆3号煤层采空区积水威胁,开采前需对上覆3号煤层采空区积水进行疏放。     

浅埋煤层开采数值模拟及顶板突水危险性分析

为实现伊犁矿首采面煤层安全开采,对其上覆岩层运动特征进行研究,分析其顶板突水危险性。利用UDEC软件进行数值模拟,分析随着工作面的推进,上覆岩层的破裂过程和来压特点。分析物理模拟上覆岩层运动特征,得到裂隙带高度随工作面推进而增大、裂隙带高度与采空区跨度有非线性关系等规律。分析首采面顶板充水条件,结合裂隙带高度发展规律,认为首采面顶板突水危险性较小。研究结果为矿区首采面煤层安全开采提供理论依据,同时,为制定防治水措施提供科学依据。     

地面防治水钻探技术在双系煤层上覆采空区积水治理中的应用

针对双系煤层上覆采空区积水对下部煤层开采构成的威胁,提出在地面布置钻孔,穿越上部多层采空区,施工探放水孔与大直径抽水井的防治水钻探技术。采用该技术在大同矿区上覆侏罗系采空区的积水治理实践表明,地面探放水孔能够实现采空积水区与下部石炭系开采煤层巷道的贯通式放水,大直径抽水井可实现超大流量的采空区积水抽放,施工的9个地面探放水累计疏放采空区积水398.1万m3,5个大直径抽水井累计抽排采空区积水200余万立方米,取得了较好的贯通式放水和抽排效果。介绍了地面探放水孔与大直径抽水井钻探技术在同煤集团同忻矿上覆侏罗系采空区积水治理中的应用,可为其它类似开采条件的矿井上覆采空区积水治理提供参考。     

采空区充水活化及覆岩变形规律试验研究

为了研究充水情况下老采空区“活化”机理及覆岩运动规律,基于相似理论制作了采空区相似材料模型,通过人工注水的方式模拟采空区垮落带浸水状态,进行了煤层开采及充水条件下覆岩沉降变形观测,对采空区充水后上覆岩层变形规律、覆岩破坏形式进行研究。结果表明,煤层被开采后,自下而上会产生垮落带、断裂带和弯曲下沉带,采动破坏岩石会支撑上覆岩体,使得采空区边界存在空洞区域;煤层开采后的老采空区存在大量空洞、空隙,充水后采空区覆岩会发生“活化”,垮落带破碎岩石进一步压实,离层裂隙中间区域的压密程度高于两侧,随着充水时间延长,覆岩裂隙逐渐拓展,且采空区充水第一次观测时沉降量较大,之后岩层沉降量变化有减小趋势;采空区充水后垮落带上方岩层沉降量最大,覆岩越靠近地表,采空区充水对覆岩影响程度越小。     

近距离煤层群开采工作面自燃火灾防治技术

石圪台煤矿为浅埋深近距离易自燃煤层群开采,上覆采空区遗煤较多,与周边小窑采空区漏风通道畅通,采空区塌陷分散地表漏风不易控制,存在较大自燃隐患。针对这一开采特征,总结出一套适合近距离煤层群开采的综合防灭火技术体系。采取加快推进速度、预测预报、封堵漏风通道、均压、注浆、注氮等关键技术,有效预防了采空区自然发火,保障了工作面的安全回采。     

浅埋极近距离下煤层开采综合安全技术与实践

基于哈拉沟煤矿12103综采工作面采空区下开采的实践,介绍了浅埋极近距离下煤层开采综合安全技术。该技术主要包括防治水、顶板管理和通风管理。结合上覆采空区底板等值线,提前对采空区低洼点积水进行疏放;提前预测顶板管理困难区域,有针对性地采取顶板管理措施;针对工作面和上隅角气体浓度异常问题,采取了安设局部通风机和均压通风措施。通过应用综合安全技术,12103综采工作面实现了安全生产,为类似条件下工作面开采提供借鉴。     

近距离煤层掘进超前探放水技术

在煤矿开采过程中,由于上覆煤层开采而形成采空区,在开采下覆煤层时,对上覆采空区积水了解不清,或者放水不彻底,随着下覆工作面的推进及老顶垮落,上覆采空区积水随之涌入工作面,形成透水事故.针对近距离煤层上覆采空区积水水体分布形式、几何位置、积水量存在的不同类型,掘巷期间采取“先探后放、探放结合”的不同探放水技术,进行有针对性的超前探放.     

镇城底矿复采残采地质防治水技术研究

地质防治水问题是复采残采煤层开采工作中不可忽视的安全问题。镇城底矿井田周边分布众多小窑,受小窑采掘破坏影响,18105工作面开采的太原组8#煤层上分层形成部分空巷和采空区,顶板垮落流水不畅,容易形成采空区积水,水文地质条件复杂,老空积水形状极不规则,分布空间错综复杂,老空水为矿井主要水害,严重影响矿井安全生产。根据复采煤层掘进过程中面临的上分层老空水水害问题,研究制定了在小窑破坏区掘进的防治水方案,按照“长探+短探+班自探”超前探放水原则,在复采工作面实施“网格化”钻探,做到了有计划地揭露小窑采空区,保证矿井的安全生产。