深部下组煤底板软岩与水的相互作用试验

为了探讨济北矿区深部下组煤底板岩石与水相互作用规律,以岱庄煤矿首采工作面底板2种不同岩性的岩样为研究对象,在纯净水浸泡条件下进行了为期57 d的电导率和质量损失率的连续测试。结果表明:岩样在纯净水中的电导率变化存在一定的规律,整体呈随时间延长而增长的趋势,且2种岩样变化规律相似;岩样电导率和质量损失率呈正相关关系。     

基于岩石工程系统的煤层底板突水机制

为了系统描述煤层底板突水渗流-应力耦合作用机制,引入相互作用过程矩阵,提出优化的岩石工程系统方法,构建了煤层底板突水网络系统。突水网络主对角元素包括采掘工程、应力场、岩体结构和渗流场;系统分为工程活动、采掘活动扰动效应、渗流应力耦合矩阵和水害综合控制方法等4个功能区。研究表明:采掘活动产生一系列并行和时变的影响,是突水发生的诱因;突水通道的形成和演化是渗流-应力耦合作用过程,不同底板岩体结构具有不同的突水发生机制;底板水害防治要从系统的观点出发综合考虑不同因素的影响,在RES网络中施加合理干扰。研究结果可以为复杂水害问题的分析提供思路和方法。     

Numerical Simulation of Water Flow from the Coal Seam Floor in a Deep Longwall Mine in China

The study of groundwater flow from the coal seam floor is critical to safe mining operations in China. We developed a numerical simulation model to describe flood water pathways during mining, using the field conditions present at the no. 4196 west work face in the Panxi longwall coal mine, Shandong Province, China, Groundwater flow analysis revealed unusual values for the failure depth of the coal seam floor. The high ground stress and underground pressure, excavation length, width of working face, poor mechanical properties of aquitards, and expansion of fractures by groundwater infiltration all contribute to groundwater flow into the mine. The modeling results predict the time and longwall locations associated with the maximum likelihood of flood occurrence. Such results can be used by decision makers to improve mine design and safety.     

煤与瓦斯突出矿井低透气性极软煤层深孔注水技术研究

通过对义安煤矿低透气性煤层深孔注水技术的实践和研究,逐渐摸索出适合该矿的煤层注水技术和措施,从而达到了在地质条件复杂、瓦斯涌出量大、煤质极为松软等条件下降尘固帮、消减瓦斯、安全回采和掘进的目的,为职工的身心健康和矿井安全生产打下坚实基础。     

煤层注水时有效围压对煤体渗透性的影响

针对煤层注水渗流过程中,煤体所受的有效围压对煤体渗透性影响很大的问题,通过自行研制的煤岩样渗透率测试系统,对有效围压与煤样渗透率之间作用规律进行了试验测试分析,得到了试验煤样渗透率与有效围压之间相互影响的拟合方程,以及煤样渗透率对有效围压的敏感性系数。结果表明,随着有效围压的增加,不同煤样的渗透率均规律下降,且满足一元二次多项式的变化规律,不同煤样渗透率对有效围压变化的敏感性相似。     

深部软岩煤巷底鼓控制技术

为解决胡家河煤矿井底水仓底鼓变形严重的问题,通过室内物理相似材料模拟试验,得出了围岩应力高、底板岩性差以及底板未采取支护是导致巷道底鼓严重的因素。基于塑性圈理论及提高底板强度和整体支护结构体稳定性角度出发,采用锚网喷砌碹＋反底拱＋底锚杆＋钢筋网综合支护技术控制巷道底鼓变形。巷道表面位移观测结果表明：采用该综合支护技术后,巷道两帮累计移近量不超过10 mm,顶底累计移近量不超过12 mm,有效地解决了井底水仓的底鼓问题     

低透气性煤层底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术

为了加大高瓦斯矿井瓦斯治理效果,保证煤巷安全掘进,实现抽掘采平衡,在没有合适条件保护层的情况下,优先采用煤层底板岩巷穿层钻孔预抽瓦斯。赵庄矿1307掘进工作面采用这一方法进行瓦斯预抽,原煤瓦斯含量降低至5.2～7.78m3/t,抽采效果优于顺层钻孔,确保了矿井安全生产。     

新安矿煤层开采底板破坏程度及底板水防治技术

根据新安矿底板3#煤层含水层分布情况,研究煤层开采过程中对底板的破坏程度,通过钻孔注水实测和数值模拟相结合的研究方法,确定底板破坏"下三带"分布规律,依据底板"下三带"理论判断工作面底板突水危险程度,得出新安矿底板岩层中完整岩层带偏小,底板破坏深度在18～20 m,突水危险性高。针对地质条件和底板"下三带"破坏情况提出了该煤层开采时底板突水隐患的防治方案。     

煤层底板含水层注浆在防治水中的应用

利用煤层底板钻孔向直接含水层中大面积注粘土水泥浆,充填含水层的岩溶裂隙,改造含水层,使含水层变为隔水层或弱含水层,从而达到根治水患的目的.     

基于改进渗透剂提升煤层注水效果分析及试验研究

为进一步增强煤层注水预润湿效果,在临矿集团田庄煤矿3701综采工作面实施煤层注水预润湿试验研究。根据测试煤层的生产工艺特点及不同配比表面活性剂润湿煤体特点确定注水试验方案。试验实测数据表明:改进渗透剂的注水方案润湿半径更大,可以进一步提升煤层预润湿范围,降低注水成本,应用效果较好。     

新安煤矿煤层注水影响因素实验研究

为探究新安煤矿煤层注水的影响因素,采集了新安煤矿3号煤层的煤样,利用压汞法测得了原始煤样的煤体孔隙率,同时还对煤样原始含水率、自然吸水率、坚固性系数进行了实验测定。结果表明,3号煤层煤样微孔和过渡孔比例较高为71.73%,平均含水率为1.25%,平均自然吸水率为2.92%,坚固性系数平均为2.37。上述指标虽符合《煤层注水可注性鉴定方法》中可注水煤层的要求,但煤体大孔、中孔所占比例较低,连通性较差,是影响新安煤矿煤层注水的主要因素。     

深井预掘底板巷保护突出煤层掘进合理位置研究

为了研究深井无保护层开采条件的单一严重突出煤层煤巷条带区域瓦斯治理问题,运用FLAC3D模拟分析了底板巷道掘进时、工作面回采前后围岩应力分布特点,对采用底板巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯时的巷道合理空间位置进行了研究,结果表明:预掘卸压底板巷布置在待掘煤巷正下方、法距8~15 m位置是合理、可行的。丰城矿区曲江煤矿213底板巷位于待掘煤巷正下方平均垂距9 m,巷道中心线两侧15 m范围煤层的钻孔瓦斯流量、透气性系数均有不同程度增加,缩短了抽采时间,有效的降低了煤与瓦斯突出危险;同时,穿层钻孔采用非等间距布置方式,节约大量钻孔工程、成本降低、缓解采掘接替紧张局面。     

梁北煤矿二1煤层底板寒灰突水条件分析

河南省梁北煤矿主要可采煤层为二1煤层,开采至今已发生了5次底板寒灰突水事故,深入分析底板突水条件对煤矿防治底板突水有着重要的意义。从突水水源、突水通道、隔水层和突水系数对该矿井底板突水条件进行了分析,并提出相应的防治措施。     

公乌素煤矿1604工作面煤层注水方案

通过对公乌素煤矿1604工作面实施煤层注水，有效降低了工作面风流中粉尘浓度，改善了工作面作业环境，对保障矿井安全生产具有极其重要的意义。     

深井厚煤层冲击地压综合预警技术研究

针对大采深厚煤层条件下冲击地压的监测预报难题,以千秋煤矿为例,提出了基于电磁辐射和微震的冲击地压综合监测预警方案,并对冲击事件前微震反常的原因进行了初步探讨。发现冲击地压发生前电磁强度基本呈逐渐上升趋势;微震频次和日总能量在冲击发生前逐渐减小,在冲击发生时频次和日总能量达到峰值;认为冲击事件前微震反常现象是煤岩体应力转移和塑性变形所致。综合利用电磁辐射和微震的这种特征规律可显著提高大采深厚煤层矿井的冲击地压预警准确率。     

矿井防治水技术在深部煤层开采中的应用

煤矿开采为国家经济的发展尤其是工业发展提供了丰富的资源,然而煤矿开采作业始终都是一项安全隐患较高的作业工程。复杂的地质环境、多种多样的影响因素都会影响到开采安全,稍有不慎就会出现煤矿水害、瓦斯爆炸等灾害。文章以此为背景,以煤矿水害检测为主要切入点,以具体的煤矿开采项目为例,对深部煤层开采过程的防治水技术进行了重点介绍。     

基于层次分析的深部煤层开采底板突水影响因素分析

深部煤层开采底板突水是一个复杂的非线性系统,各影响因素相互关联、彼此耦合。建立了深部煤层开采底板突水的层次分析结构模型,运用专家打分法构建出各层次的判断矩阵,并利用根法层次分析求得影响因素的贡献权重。通过权重分析得到深部煤层开采底板突水的13个控制因素和5个主控因素,研究结果基本符合现场实践。专家打分-层次分析法能够将客观实际升华为主观认知,是一种由定性问题向定量问题转化的方法,可以比较客观、准确地研究包含多因素的"灰箱"问题。     

深部奥灰水对L矿7~#煤层顶底板破坏的研究

为了评估逆断层条件下煤矿深部奥陶系高压岩溶水对煤层的危害,运用数值模拟对所选取的L矿13-9号钻孔进行了分析。根据柱状图,建立了一种计算模型,采用RFPA2D模拟了采场推进时煤层顶板和底板的破坏情况,估算了顶板的破坏高度和底板破坏深度。结果表明:开采7#煤层时,随着回采工作面的推进,矿压造成的覆岩破坏没有发展到关键层;顶板的破坏高度逐渐增加,当工作面推进到200 m时,破坏高度大约85 m,小于导水断裂带高度,奥陶系高压岩溶水未能沿F16逆断层面渗流突变溃入采场;随着回采工作面的推进,底板的破坏深度逐渐增大,但没有穿越隔水关键层;当工作面推进到100 m以后,底板的破坏深度不再发生明显的变化,此时底板破坏深度大约14 m。     

兴隆庄煤矿煤层底板破坏特征研究

以兴隆庄煤矿10302综放工作面开采实际为背景,采用数值模拟和现场超声成像测试相互验证的方法,对采动条件下煤层底板破坏特征进行综合对比研究。数值模拟研究表明,工作面垂直应力呈"马鞍形"分布,剪应力大致呈"蝶状"分布;现场超声成像探测表明,10302综放工作面煤层底板下16 m范围内裂隙发育较为明显,但16 m以后裂隙发育相对较少;综合分析得出该面采动底板变形破坏深度为16 m,研究结果为兴隆庄煤矿煤炭资源安全开采及矿井水害防治提供参考依据。     

基于压水试验的杨村煤矿底板断层带渗流性质研究

为研究杨村煤矿底板断层带的渗流性质,采用现场压水试验方法对底板F5断层进行了测试并获取了大量的实测数据,分析结果表明:该断层在原始状态下渗流能力较差,阻渗性较强。对该断层进行了4次压水试验,对比4次压水试验的渗透系数变化曲线可知,重复压水可导致断层带明显渗透破坏,由此造成其导渗性能的进一步增强;F5断层带两段压渗试验压力和流量关系(p—Q)为扩张或冲蚀型,该断层带裂隙发育,裂隙中间有较多充填物,阻渗能力较好。