深井高地压煤层上行开采的物理模拟研究

文章介绍了采用相似材料模拟研究方法,对孙村煤矿深井高应力的二、四层煤上行开采可行性进行模拟研究。研究揭示了下位煤层开采后的覆岩运动与结构发育的分带规律、上位煤层及顶底板结构特征、复合顶板煤层上行可采的结构适应性。表明上行卸压开采是从根本上消除二层煤冲击地压、复合顶板管理、巷道支护等深井高地压难题的有效途径。     

深井倾斜煤层覆岩破坏分带探测研究

本文采用综合探测研究方法对深井倾斜煤层开采后覆岩破坏进行探测，对覆岩破坏分带发育特征进行了研究，所得结论对于选择不同的开采程序，“三下”开采的理论研究和生产实践都具有重要意义。     

深井倾斜煤层覆岩破坏分带探测研究

本文采用综合探测研究方法对深井倾斜煤层开采后覆岩破坏进行探测 ,对覆岩破坏分带发育特征进行了研究 ,所得结论对于选择不同的开采程序、“三下”开采的理论研究和生产实践都具有重要意义     

多次卸压开采围岩变形与裂隙演化试验研究

为研究煤层群多次卸压开采覆岩变形、破坏和运移规律,以潘二矿A3煤和B6煤开采为工程背景,建立A3煤下保护层开采和B6煤上保护层开采的物理模拟试验模型,基于相似模拟结果获得了上行卸压开采(A3煤)围岩变形、破坏特征,及在此基础上的下行卸压开采(B6煤)围岩力学特征。研究表明:上行卸压开采(A3煤)对B4煤影响较小,在A3煤开采基础上开采B6煤,取得了良好的卸压效果,为B4煤的高效开采提供了安全保障。     

开采参数对远程上行卸压开采应力-裂隙的影响

基于潘二煤矿A3煤和B4煤开采地质条件,建立了A3煤远程上行卸压开采数值模拟试验模型,研究了开采参数对远程上行卸压开采应力-裂隙演化特征影响。通过改变模型开采参数,获得了采厚与面长对远程上行卸压开采应力场、位移场分布的影响规律。研究结果表明,下部卸压煤层的开采厚度是影响上覆岩层移动破坏及裂隙发育高度的根本因素。随着采厚的增大,垮落带与断裂带的发育高度也随之增大,卸压范围随之增大;开采面长对于上行卸压开采卸压范围的影响较大,面长在一定程度上决定着煤层采动是否为充分采动,在充分采动条件下上行卸压层卸压范围要大于非充分采动条件下的卸压范围。     

J2501工作面上行开采可行性研究

矿井开采过程中上行开采的情况普遍存在,为分析某矿J2501工作面上行开采的可行性,采用FLAC数值模拟的方法对其开采的可行性进行研究。根据J2501工作面的地质采矿条件建立三维数值模拟模型,对开采后的覆岩变形特征进行分析。分析结果显示7煤层的开采对于6-1煤层应力状态的影响主要表现为卸压作用,煤层最大下沉量为2.2 m,整体性完好,未发生明显破断。因此可以得出某矿D4采区6-1煤层上行开采是可行的。     

低渗透性煤层群卸压开采地面钻井抽采瓦斯技术

基于淮南矿区高瓦斯低渗透性煤层群赋存条件,通过试验模型分析了卸压开采后的覆岩移动破坏、卸压煤层移动变形、采动裂隙垂向分带和卸压煤层应力分带特征,得出了首采层采空侧顶板至上覆卸压煤层顶板中存在环形裂隙区、竖向裂隙区、远程卸压煤层裂隙区,根据采动裂隙区发育特征,提出了卸压瓦斯抽采地面钻井的部署方法。在顾桥矿1117(1)工作面切眼外侧、风巷内侧和工作面前方分别布置有“”、“│”型和“L”型地面钻井,实现了长时间、大范围、较高的卸压瓦斯抽采率。总结了地面钻井位置、钻井型式、钻井稳定性与卸压瓦斯抽采效果之间的关系。     

近距离煤层群上行开采相似材料模拟试验研究

基于某矿上行开采的要求,为获得下组煤开采后覆岩破坏高度及裂隙带发育高度,进而研究特定地质条件下近距离煤层群上行开采的可行性,采用物理试验的方法对下组煤开采后覆岩的破坏高度及裂隙带发育高度进行了模拟研究,并分析了受采动影响的顶板矿压显现规律、覆岩破坏特征、围岩应力场及位移场的变化规律.结果表明:覆岩破坏高度约为18.4 m,裂隙带发育高度约为49.3m,上组煤处于下组煤裂隙带的中上部.因而,以上覆岩层“三带”判别法为依据,初步判定采取一定安全措施后该矿上行开采方案可行.     

深井难采煤层上行开采的数值模拟

采用有限元数值模拟研究方法，对深井高应力难采煤层上行卸压开采作用效应进行了模拟研究。表明上行卸压开采可显著降低高应力难采煤层的采动应力水平，支承压力集中系数从3．33降低到2．18，可以根本上消除冲击地压、复合顶板管理、巷道支护等多重高地压难题，是深井高地压矿井开采的有效途径。     

上行开采上覆岩层运动规律及可行性研究

地下煤层开采,采场顶板垮落、覆岩沉降和破坏乃至地表沉陷变形是一个整体全过程,是一个统一系统,在此思想的指导下,对地表沉陷规律与上行开采过程中覆岩沉降规律进行了分析和比较,得知垮落带与断裂带高度是否进入到上层煤是煤层能否进行上行开采的关键,同时对影响上行开采的几大因素进行了分析。通过比值法、"三带"判别法、围岩平衡法、数理统计法对七五煤矿下组煤上行开采的可行性进行了研究论证,得知上行开采是可行的;为上行开采的上覆岩层运动规律理论分析与可行性研究论证提供了重要经验和借鉴。     

带压开采防治水技术保障体系建设

实现安全带压开采是下组煤开采的关键技术问题。总结了河北省南部矿区在长期的带压开采实践中形成的防治水综合配套技术保障体系,并指出了今后在下组煤带压开采中急需解决的关键技术。     

煤层底板开采破坏深度研究综述

矿井水害是一种严重制约煤矿安全生产的矿井灾害,随着我国煤炭资源采掘部署的不断纵深发展,采场将面临高地应力,底板下高承压水的开采环境,因矿井水害引起的负面效应也愈发严峻.煤层底板开采破坏深度的准确预测是矿井水害防治的重要环节,从煤层底板破坏的空间分布形态、底板破坏相关理论以及底板破坏深度研究方法3个方面,总结了我国煤层底...     

空间数据挖掘技术中的划区效应及在矿山中的应用

以某煤矿煤层厚度为实验对象，采用模糊聚类（Fuzzy C-Means，FCM）处理技术，研究并证实了空间数据挖掘中的划区效应现象.     

生态脆弱区保水采煤矿井(区)等级类型

水资源保护性采煤是生态脆弱矿区可持续发展的必然选择,如何深化保水采煤研究,使之更好的付诸工程实践,是西北煤炭开发规划和建设生产亟需解决的问题。以陕北榆神矿区为例,结合浅表层水资源(保水采煤目的层)量分布和煤矿开采对浅表层水资源的影响程度两方面,研究了保水采煤矿井(区)类型。首先,分析了研究区生态-水-煤系地层空间赋存结构特征,提出了以保水采煤为目的的生态地质环境类型,将其划分为潜水沙漠滩地绿洲型、地表水沟谷河流绿洲型、地表径流(黄土)沟壑型和区域性(深埋)地下水富集型;其次,计算确定了浅表层水资源单位面积总储存量分布;然后,基于煤层开采对生态层及浅表层水的影响程度,提出了4种保水采煤环境工程地质模式(环境友好型、环境渐变恢复型、环境渐变恶化型及环境灾变型),在分析影响其分区的导水断裂带高度、残余隔水层釆动隔水性等关键指标的基础上,建立了不同环境工程地质模式分区阈值和确定方法;最后,基于浅表层水资源量和保水采煤环境工程地质模式分布特征,提出了保水采煤矿井等级类型划分方法,将其划分为:正常开采矿井、保水采煤一级矿井、保水采煤二级矿井和保水采煤三级矿井,总结了各级保水采煤矿井适用的开采方法与水资源保护、利用方法。     

深部煤炭资源智能化开采技术现状与发展方向

深部煤炭资源开采采场地应力高、采动影响强烈,冲击地压灾害时有发生。智能化开采是深地资源开采的重要手段,深部资源安全绿色、智能高效开采技术与装备亟需研发,以加快开展千米深井智能开采实践。根据兖矿集团多年来煤矿开采的技术经验,在分析智能化开采技术现状的基础上,围绕煤炭资源深部开采灾害防治和探-掘-采等关键生产环节,分别对矿井地质探测与建模、深井灾害防治技术、智能化掘进与开采技术现状及存在的问题进行了阐述,展望了深部煤炭资源智能化开采趋势,提出了各项技术相对应的具体研究内容及预期研究目标。目前三维地质建模技术可基本辅助规划井下安全生产,但仍处于起步阶段,探测精度不够,缺乏实时处理功能,实现地层精准模型构建有待高精度探测技术与数据处理方法展开研究;矿震观测系统的引进及发展有助于冲击地压防治,但仍需在关键层运动特征监测及灾害治理手段方面深入研究,同时须进一步提升矿井热害防治智能化水平;智能化采掘技术在基础理论、装备研制等方面取得长足进步的同时,应该向复杂地质条件下煤层及装备协同控制方面投入更多研究。     

潘一东矿近距离煤层上行开采围岩裂隙演化规律模拟研究

结合潘一东矿深部煤层开采的具体工程地质条件,运用相似模拟、数值模拟相结合的方法,分析研究了深部煤层上行开采过程中,岩层破坏断裂、裂隙演化及下沉变形特征,进一步分析了岩层下沉变形曲线与岩层断裂、裂隙发育和受力状态的关系。研究表明:下煤层和上煤层开采过程中,岩层裂隙富集区主要分布在切眼向采空区内一定距离斜向上一定距离范围内和煤壁向采空区内一定距离斜向上一定距离范围内的岩层中;采空区正上方岩层经历一个裂隙产生、扩展、闭合的演变过程;下煤层开采时,煤壁处岩层断裂角小于切眼处;上煤层开采时,煤壁处岩层断裂角随两煤层工作面位置不同,经历一个先增大后减小的过程;岩层整体下沉曲线斜率不同区域与岩层裂隙发育情况及受力破坏状态是有密切联系的。     

保护层开采过程中煤岩损伤与瓦斯渗透性的变化研究

针对煤岩体损伤破坏特征,定义了煤岩体结构损伤变量,建立了相应的弹塑性损伤本构方程,并完成了有限元源程序的二次开发,利用此程序对乌兰煤矿双保护层开采实例进行了计算分析,给出了被保护层损伤程度和渗透性系数的变化规律,计算结果表明：7、8号煤层开采后,被保护2、3号煤层出现张拉损伤,煤层应力显著释放,煤岩体的渗透性急剧提高,有利于瓦斯运移和煤层瓦斯抽采,这与工程实际相吻合。     

鄂尔多斯侏罗纪煤田巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术研究

文章以母杜柴登煤矿302盘区侏罗纪3-1煤层开采为背景,在充分分析矿井地质及水文地质条件的基础上,结合长距离定向钻孔技术在我国煤矿瓦斯治理、矿井水防治等方面的应用情况,提出了以工作面外巷钻孔导流、邻面钻孔截流、双侧采空区截流和长距离定向钻孔追踪探放水为核心的巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术。应用结果表明：该技术经济、可行,在工作面巷道掘进期间,对巷道掘进施工影响较小|可实现采煤工作面顶板水“分区防控、煤水分离、清浊分流、区域治理”|较好地解决了富水顶板砂岩含水层的水害隐患,在顶板放水孔单孔涌水量超过200m3/h、工作面涌水量超过600m3/h的条件下,实现了厚煤层一次采全高工作面的安全生产和平均超过12000t/d的回采效率。     

深部煤炭原位气化开采关键技术及发展前景

我国深部煤炭资源储量丰富.煤炭地下气化可将其转化为燃气输出到地面,是深部煤炭原位流态化开采的重要途径.本文介绍了煤炭地下气化技术(UCG)的发展历程、技术现状以及中深部煤炭地下气化典型案例,基于现代煤炭地下气化技术体系剖析了深部煤炭地下气化的关键技术及技术攻关方向,展望了以天然气生产为目标的深部煤炭气化开采前景.UCG...     

厚煤层巷道矿压显现规律研究

针对厚煤层开采时矿压对巷道的影响的问题，从理论和实践上阐述位于厚煤层内的区段集中巷、采区上（下）山及大巷整个服务期间采动影响过程中的矿压显现规律和围岩变形，以及厚煤层巷道的维护技术。利用FLAC^3D数值模拟软件，分别分析了采动条件下厚煤层区段集中平巷顶板压力规律以及采动条件下厚煤层区段集中平巷顶板位移规律。提出要掌握巷道的围岩性质及其对巷道维护的影响，合理确定护巷煤柱宽度，在邻近煤层开采中，采用上部煤层在厚煤层上方跨采，或者厚煤层巷道开掘之前上部煤层预先开采等卸压措施。从而避免了厚煤层开采过程中矿压对巷道的影响，保证了煤矿的安全高效回采。