呼吉尔特矿区侏罗系深埋煤层导水断裂带发育高度研究

呼吉尔特矿区侏罗系深埋煤层顶板水害威胁区内矿井安全,开展覆岩导水断裂带高度研究尤为重要。以巴彦高勒煤矿为例,通过理论计算、数值模拟、相似材料模拟、现场实测等手段,对矿井3~(-1)煤层首采工作面进行顶板导水断裂带高度分析研究。结果表明:理论计算及方法存在一定的缺陷,不适用于本矿井导水断裂带高度预测;单回路双胶囊封堵压水测试方法在现场实测过程中具有较好的效果;对比分析数值模拟、相似材料模拟、现场实测得到的数据结果基本一致,综合平均各方法结果可得巴彦高勒煤矿3~(-1)煤层311101首采工作面顶板导水断裂带发育高度约为122 m,按照采高5.3 m计算,裂采比约为23倍,可作为矿井未来开采过程中防治水工作开展的参考依据。     

郭屯煤矿近距离煤层上行开采可行性研究

为了研究郭屯煤矿首采区3下煤层已采区域上部3上煤层在不同层间距下的上行开采问题,基于煤层赋存条件和开采现状,通过理论公式得出垮落带和裂隙带高度,进而模拟并分析了不同层间距下3下煤层开采后3上煤层的变形和破坏特征。结果表明:层间距大于15m时,下部采动对3上煤层影响较小;层间距为10~15m时,3上煤层大部分受破坏,只有局部可采;层间距小于10m时,3上煤层整体性遭到严重破坏并发生台阶错动,无法进行上行开采。通过"两带"高度观测,得出垮采比和裂采比分别为5.65和16.52,与理论分析和数值模拟结果相近,进一步验证了3上煤层上行开采可行性。     

复合顶板“三带”高度相似试验研究

安徽矿区某矿的1116(1)工作面主采11-2煤,标高-691.117m～-550.20m,具有典型的复合结构顶板。开采11-2煤能够消除上方法距70m的13-1煤的突出危险性。建立平面相似材料模拟试验,通过模拟实际开采的动态过程,结合顶板的跨落规律,确定出冒落带高度为15.6m,相当于采高的4.59倍,导水裂隙带高度在煤层顶板以上0～45.5m范围内,约为采高的13.38倍。     

采动条件下导水裂隙带发育高度预测

为了给解决小保当井田在煤矿开采时所引起的煤矿安全事故提供参考依据,同时在很大程度上保证矿区人民饮水安全。以小保当延安组四段2_(-2)煤层的先期开采工作面为例,在已有的现场勘察资料和实验资料的基础上,采用经验公式法、理论分析法、FLAC~(3D)数值模拟法以及物理模拟法,分别预测了小保当井田2_(-2)煤层采动条件下导水裂隙带发育高度并对其结果进行对比验证。结果表明,小保当2_(-2)煤层采动条件下覆岩导水裂隙带发育高度154 m(采高为6 m时),裂采比25.6。其研究成果可为榆神矿区煤矿的开采提供一定借鉴和参考。     

浅埋煤层群开采工作面合理布置方式研究

根据神府矿区主采煤层开采实际情况,采用物理相似模拟和数值模拟实验,分析了浅埋煤层群开采煤柱下方的覆岩垮落规律、支架受力分析、应力传递特征及煤柱合理错距对地表的影响。综合得出了2~(-2)煤与3~(-1)煤区段煤柱的最小错距为50 m,并运用理论计算,确定了同采工作面初采阶段的合理错距应大于131.4 m,正常回采期间大于79.1 m。依据研究结论,建立2~(-2)煤与3~(-1)煤联合开采的工作面布置方式模型。     

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。     

7m大采高综采工作面导水断裂带发育规律研究

为研究西部浅埋煤层大采高综采条件下导水断裂带的发育规律,以大柳塔煤矿5-2煤层7m大采高综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论计算分析、钻孔冲洗液漏失量分析和数字全景钻孔成像观测等方法。结果表明:导水断裂带发育高度与覆岩赋存结构类型、工作面长度以及主关键层位置距煤层高度等因素有关,工作面尺寸的变化对覆岩导水断裂带影响较大,同样7 m大采高条件下,工作面长度为147.5 m时,导水断裂带发育高度为68.76 m,为采高的9.82倍;工作面长度为301m时,导水断裂带发育高度远超出理论值,断裂带高度为137.32 m,为采高的19.62倍。5-2煤层采后实测导水断裂带发育高度为68.76~137.32 m,裂采比为10.1~20.2。     

李雅庄煤矿采场上覆岩层“三带”高度研究

准确划分采场上覆岩层"三带"高度,是合理设计顶板高位钻孔终孔层位的关键。采用理论计算、数值模拟和现场考察等方法,对李雅庄煤矿2#煤层综采工作面回采过程中采场上覆岩层"三带"高度和运移规律进行了分析。研究表明:2#煤层上覆岩层冒落带高度为8.6~11.0 m,裂隙带高度为30~35 m,高位钻孔终孔层位设计施工在2#煤层顶板11~30 m范围内较合适。     

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。     

某煤矿1304工作面顶板冒裂带高度研究

根据某煤矿1304工作面煤层顶底板岩层组合及结构性质特点,建立反映完整顶板岩层组合的工程地质模型,通过FLAC3D数值模拟分析了煤层开采过程中顶板应力及塑性区分布特征,得出采动煤层顶板冒裂带高度为64 m。并采用类比法分析所得冒裂带高度,综合对比分析得出1304工作面顶板冒裂带高度为34.6~77.5 m。     

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。     

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。     

复合顶板厚煤层综采工作面“三带”动态分布研究

煤层开采过后上覆岩层中形成"上三带",了解复合顶板厚煤层覆岩的三带分布状况对瓦斯抽采、覆岩运动、隔水开采等具有重要的意义。采用理论计算、现场实测分析和UDEC数值模拟等方法,确定余吾煤业S1202工作面覆岩的三带分布状况,为其瓦斯抽采提供理论依据。研究表明:在垂直方向上,垮落带与裂隙带的分界点在29.5~33.4 m之间,裂隙带的高度(垮落带以上)在60~64 m之间。     

水体下开采导水裂隙带发育高度模拟与实测

以色连煤矿河床下煤层开采为工程背景,采用理论计算、数值模拟和现场实测相结合的方法,对2_(-2)上煤层覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。观测及模拟结果表明,色连煤矿2-2上煤覆岩导水裂隙带最大发育高度73 m,为矿井防治水和保水采煤提供设计依据。     

官庄河矿区覆岩导水裂隙带发育高度研究

官庄河矿区3煤层采空区存有大量积水,采用钻孔冲洗液漏失量和导高观测仪注水漏失量观测法对11煤层开采形成的覆岩导水裂隙带发育高度进行了实测,实测结果表明导水裂隙带发育高度为44.1 m,是采高的16.3倍,并通过数值模拟计算方法对该结果进行了对比和验证。11煤层开采形成的导水裂隙带未发育至3煤层采空区,可进行保水开采。     

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。     

煤矿顶板采动破坏高度模拟与实测技术研究

针对工作面开采后顶板采动破坏带探测难题,为了掌握开采引起的顶板岩层裂隙发育高度,确保含水层下煤层安全开采,先采用经验公式预计、FLAC3D数值模拟等方法,对阳城煤矿实际工作面顶板采动裂隙发育高度进行计算和模拟,再运用"钻孔双端封堵测漏装置"进行现场实测,对经验公式预计和数值模拟结果进行验证,并使三者结果进行相互比对。研究表明:(1)顶板采动破坏带发育高度的理论公式预计值为41.3m,数值模拟结果为33.92m,现场实测结果为37.67m;数值模拟结果与现场实测所得结果基本接近,而经验公式预计的结果偏于保守,综合考虑,确定该工作面顶板岩体采动最大破坏高度为37.67m;(2)随着工作面推进,顶板塑性区不断增大,当工作面推进至90m时,顶板岩体裂隙发育高度已经达至上限值33.92m,此后不再增加,塑性区最大高度呈一条与煤层顶部近似平行的直线,且顶板塑性区变化与最大主应力的变化趋势一致;(3)从煤层倾向切面来看,顶板塑性区发育高度形状近似成"马鞍形",这与实际相吻合。综上所述,该煤矿顶板采动破坏高度模拟与实测结果,可指导煤矿安全生产,并为矿井防治水提供重要的科学依据,具有重要的实用价值。     

平山煤矿覆岩“三带”划分及瓦斯抽放位置的确定

覆岩破坏规律是确定煤矿开采边界的基础,所以对覆岩破坏规律的研究成了煤矿开采安全生产的关键。选取平山煤矿11采区11011回采工作面3#煤层为研究对象,利用FLAC3D软件对首采工作面进行开挖数值模拟,通过对模拟结果进行分析,从而确定上覆岩层"三带"高度。模拟得到冒落带高度为19m,裂隙带高度为49m。通过对比经验公式计算结果,发现模拟结果符合经验公式计算结果,所以可以把模拟结果作为煤层开采的参考数据,建议瓦斯抽放的位置布置在距离煤层顶板30m的裂隙带中部位置。     

倾斜长壁工作面综放开采覆岩“两带”发育高度研究

以淮北某矿倾斜长壁综放开采工作面为研究对象,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、数值模拟及深基点位移法对覆岩采动裂隙的发育高度进行研究。结果表明:基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC^3D数值模拟与深基点位移监测结果基本一致,而经验公式仅考虑采厚、岩性2种因素影响,预测"两带"发育高度存在一定的局限性,839工作面开采后,冒落带发育高度23.12~27.24 m,裂隙带发育高度91.88~102.08 m,裂采比为14.4~16.0。研究结果为839工作面瓦斯抽采设计、露头防(隔)水煤岩柱留设提供科学依据。     

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。