膏体充填开采滞留煤柱中覆岩移动规律的模拟研究

为了找出膏体充填开采滞留煤柱中的覆岩移动规律,在膏体充填体支护理论的基础上,结合现场煤矿地质环境,通过充填材料物理模拟来研究垮落开采法和充填开采法的覆岩移动规律,为充填体稳定性提供保证,有利于控制地表沉陷和生产安全.     

膏体充填回收条带煤柱覆岩活化规律研究

为分析膏体充填回收条带煤柱覆岩活化规律,通过建立条带开采、回收遗留煤柱和单独充填开采3种模型,采用数值模拟和岱庄煤矿膏体充填回收条带煤柱地表沉陷实测,研究得出了充填开采孤岛煤柱引起的覆岩活化机理,以及覆岩活化对地表沉陷影响的程度。研究表明:充填开采覆岩活化程度随着与煤层距离的增加,呈现先增加后减小的趋势,最大活化发生在距煤层100 m内;膏体回收条带煤柱覆岩活化率在15%～30%,反应至地表的在15%左右。     

孤岛煤柱矸石膏体充填开采相似材料模拟

根据相似原理,通过相似材料试验,对孤岛煤柱矸石膏体充填开采过程中支承压力分布规律以及采场围岩相互关系进行了研究。结果表明矸石膏体充填并没有改变工作面煤壁前方应力赋存状态,仅仅是改变了应力大小;随着工作面推进,采场形成"煤柱-充填体-煤壁"支承结构共同支护顶板,而充填体对煤柱提供侧向约束作用,既可提高了煤柱的稳定性,又可减小了煤柱的宽度,提高煤炭回收率。     

岱庄煤矿条带煤柱矸石膏体充填开采地表沉陷研究

 摘要：针对岱庄煤矿村庄压煤严重,矿井服务年限缩短,而传统条带法开采后遗留条带煤柱储量丰富的现状,根据国内煤矿膏体充填开采技术发展水平和煤矿绿色开采的发展要求,在分析现有建筑物下开采技术途径的基础上提出了采用矸石膏体充填材料充填进行建筑物下遗留条带煤柱开采, 通过对矸石膏体充填开采地表沉陷控制原理的分析研究,实施了建筑物下矸石膏体充填开采,并对地表沉陷进行了预计实测。该技术项目的研究将为我国“三下”压煤条带煤柱回收及矸石井下利用提供了前沿技术开发思路,对解放村庄下呆滞煤炭资源,提高资源回采率和经济效益,实现企业的可持续发展,具有重要的现实意义。截至2011年6月30日,已累计回收条带煤柱560m,置换原煤23.1万t,地表最大下沉量只有35 mm,远远小于原设计预计的300-400mm,地表变形控制效果非常好。     

膏体充填开采相似材料法覆岩应力发展规律研究

该文以级索煤矿16煤层16E104充填工作面为试验原型,采用相似材料模拟的方法研究充填采场覆岩应力的发展规律,结果表明充填采场顶板与底板的应力发展规律有一定的相似性,采场顶板应力经历着从"V"型分布向"U"型分布的转化过程,顶底板的应力大致可分为应力集中区、卸压区和应力恢复区三个区域。本文的成果可以作为现场实测研究和数据分析的基础,还可以为充填采场覆岩沉陷控制提供理论依据。     

膏体充填综采地表移动与覆岩破坏规律

膏体充填开采是解放大量压占煤炭资源的新技术途径,能够充分回收资源,延长矿井服务年限。膏体充填综采地表移动与覆岩破坏规律尚未有深入的研究,针对大明矿膏体充填工作面特点,建立了地表及井下巷道岩移观测站,对工作面开采整个过程进行了监测,通过数据分析掌握了膏体充填综采地表移动及覆岩破坏规律,膏体充填开采后巷道顶板不会垮塌,且地表移动和变形大幅降低;通过计算机拟合得出膏体充填开采沉陷最佳预计参数,下沉系数q=0.16时,减沉效果明显,是较好的保护地面建(构)筑物的开采技术。     

膏体充填回收孤岛煤柱围岩控制技术研究

随着煤矿的长期开采,各种孤岛煤柱的安全、高采出率回收成为矿井亟待解决的难题。针对朱村矿东一下山保护煤柱回收难题,采用膏体充填法进行回采。分别从工作面液压支架与围岩的相互作用关系及支护强度要求、充填期间“充填体—上覆岩层”支撑结构体系的稳定性和充填体强度要求以及充填率对地表开采沉陷的影响3方面进行了分析研究。通过采用膏体充填开采,工作面巷道围岩稳定,上覆岩层无明显裂隙离层发育,表现为随工作面开采整体缓慢下沉状态;按开采高度2.5 m计算,地表下沉系数为0.137,地表建筑物在Ⅰ级损坏之内。     

煤矿膏体充填开采与地表沉陷规律的模拟研究

为了研究膏体填充条件下开采时顶板岩层运移以及地表破坏与填充率的关系,本文以大柳塔煤矿5105工作面为实际工程背景,运用FLAC数值模拟软件对不同充填率下,地表下沉、水平位移、倾斜滑移以及承压应力进行了模拟研究,得到了充填率与三者的关系曲线图。结果表明:膏体充填开采过程中,顶板岩层稳定,破坏程度小,不出现垮落带,仅存在弯曲下沉带和裂隙带;为控制地表变形沉陷,须保证充填率超过93%,此时极限下沉量为200 mm。充填率的提高对控制地表变形具有显著效果,分层开采向大采高一次采全高转变可作为一种控制充填率的有效技术措施。     

综放开采端头局部充填覆岩移动规律模拟研究

为研究新型综放开采端头局部充填技术开采过程中覆岩移动规律,以陕西旬邑青岗坪42105工作面为工程背景,采用数值模拟分析方法,模拟分析两端头分别充填5 m、10 m、20 m充填体宽度条件下覆岩运移规律,得出随着端头充填宽度的不断增加,充填区域占工作面全长的比例不断增加,充填部分形成的应力拱范围不断扩大;当各端头充填宽度较小时,垮落区所形成的应力拱占主导地位,覆岩拱壳发育较高。     

似膏体充填工作面覆岩运动规律研究

为研究似膏体充填开采覆岩运动规律,采用自行研发的矿压传感器对曹庄煤矿81006似膏体充填工作面进行矿压观测,得到了81006工作面超前支承压力分布规律、充填体内垂直应力及已充填区域内顶底板移近量。结果表明:超前支承压力影响范围为10 m左右,煤壁前方应力场为单一的弹性应力分布;已充填区域内顶底板最大移近量为104 mm,充填体压缩率约为5.2%;充填体内应力计进入稳定状态后应力为15.06 MPa,与原岩应力13.75 MPa相近,充填体接顶效果较好,充填体可以支承上覆岩层的全部质量;工作面充填后,矿压显现较弱,覆岩较稳定,达到预期效果。     

矿区岩移参数规律研究

采用回归分析方法,研究了矿区利用概率积分法进行开采引起的地表移动变形的计算参数、角值参数与地质采矿条件数据之间的关系,建立了其间的关系经验公式,可作为类似地质采矿条件参数求取的参照。     

杭来湾矿近浅埋煤层开采覆岩移动规律研究

通过相似物理模型实验对30101首采工作面开采时的覆岩移动规律进行研究,得出了杭来湾矿近浅埋工作面开采时的覆岩结构特征、关键层破断规律及关键层和地表移动规律,为具有相同地质条件煤层的安全开采及覆岩移动规律研究提供参考。     

孤岛短壁煤柱综放工作面矿压显现规律

为了揭示孤岛短壁煤柱工作面矿压显现规律,以王庄煤矿43M1煤柱工作面为例,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法,研究了工作面的来压特征、顶板破断形式、侧向及超前支承压力分布规律,运用数值模拟软件分析了"孤岛"、"短壁"2个因素在矿山压力显现中的影响;现场实测与理论分析及数值模拟结果相吻合。     

煤矿泵送矸石膏体充填开采技术研究

某矿面临严重的承压水开采问题和建筑物下压煤开采问题。针对该矿下组3层煤受高承压底板水威胁的具体条件,采取以膏体充填为主的综合技术措施,分析了膏体充填的优势,并针对该矿具体条件对材料配置进行了实验,确定了矸石粉煤灰膏体的材料来源,实施采充平行式高档普采膏体充填采煤方法后,预计可多采出煤炭资源3 000多万t,可以延长矿井服务年限25年以上。     

煤矿膏体充填绿色开采体系研究

为解放建筑物下压煤、延长矿井服务年限,对工作面进行了膏体充填,设计了科学完善的充填系统.结果表明膏体充填绿色开采能够较好解放呆滞储量,消化矸石山,保护地表环境和减少巷道掘进工程量,经济社会效益显著,具有广阔推广前景.     

下部近浅埋煤层复采覆岩运移规律

综合采用数值模拟和理论分析的方法,着重研究上湾煤矿下部煤层开采过程中上覆岩层的运移规律。研究表明,上煤层已采情况下,下部煤层开采时单一关键层破断后形成的砌体梁结构较为稳定,并且下部煤层上覆岩层没有出现台阶下沉状况,地表下沉也较为缓慢,其动载现象与浅埋煤层相比不明显。     

大倾角煤层俯斜开采覆岩运动规律相似模拟

以大倾角煤层俯采采场为研究对象,采用相似材料模拟和理论分析的方法研究了采场覆岩垮落规律以及空间结构动态演化规律,以此为基础建立了覆岩空间结构力学模型。结果表明:俯斜开采顶板来压步距较长,基本顶初次来压步距约50 m,周期来压步距约25 m;采场覆岩空间结构是不断演化的,最终将形成多个不同层位的基本顶岩梁结构和1个横贯整个采场的"非对称裂隙拱结构",采场中上部原下位基本顶岩梁会转化为冒落带,基本顶岩梁呈"阶梯状"沿倾向向上位岩层发展。采场下部区域,拱脚支承位置低,约束程度强,但容易产生煤壁片帮和架前冒顶,需加强"支架-围岩"系统的稳定性控制。     

塌陷区充填复垦与煤矿膏体充填开采的对比研究

塌陷区充填复垦与煤矿膏体充填开采都能保证地表形态,为研究2者差异,以长治县某矿为研究对象,研究了以该矿矸石作为2种方式原材料的可行性,计算得出了2种方式的成本差异,并通过对比分析得出了该矿在不同条件下的最佳方式,最后给出了确保煤矿膏体充填开采技术全面实施的相关措施。