巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律及参数优化

为了有效地控制地表移动变形以保护地表建筑物,保证煤炭资源的采出率,最大限度地减小开采损害的影响,应用宽条带开采方案,以彬长矿区的采矿地质条件为工程背景,研究厚黄土层下开采的地表移动规律。通过在开采区域地表布设监测点的方法,结合亭南煤矿现场观测实测数据并对其进行理论分析,描述了深部大采深宽条带开采的地表移动规律,给出了彬长矿区地表移动变形的重要参数,主要影响半径为295 m,主要影响范围角正切值为1.93,地表沉陷范围343 m,边界角为58.96°。运用概率积分和威尔逊理论得出该矿区多个条带工作面开采时,煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法,基于协调开采原则得出了合理的条带开采参数。结果表明,将研究得到的地表移动参数应用于生产实践取得了良好效果,所得的地表移动参数对该矿区具有一定的参考价值。     

深部宽条带协调开采技术及工程应用

常规的条带开采方法能够有效地控制地表的移动变形,保护地面建筑物,但是其采出率较低,极大的浪费了煤炭资源,减小了矿井的服务年限。为了解决这一矛盾,利用大采深条件下地表移动变形值较小的特点,基于临界变形值原则,提出利用宽条带协调开采的方法来提高煤炭的采出率,解放深部建筑物下压煤。该方法利用条带开采和多工作面联合开采的优点,减少了地面静态变形对建筑物的影响,实现了在低潜水位深部矿区建筑物下的不迁村开采。     

密集建筑物下大采深条带开采研究

为了研究密集建筑物下大采深条带开采方案的合理性,以高家堡煤矿一盘区为研究背景,选取朱家沟村庄下开采为研究对象,基于概率密度函数基本理论分析条带采宽和留宽的合理范围并提出方案。在保证地表村庄建筑物不发生破坏的前提下,应用威尔逊理论对各个方案的煤柱稳定性进行初步筛选。应用FLAC3D数值模拟,对不同采、留宽条带开采参数及开采地表移动变形进行了预计模拟以确定最终方案,并通过地表沉陷预计软件(YLH-12)进行验证。研究结果表明,条带开采采宽取120m,留宽130m,能够实现在地表村庄建筑物下的安全经济开采。     

五阳矿西部扩区村庄下压煤条带开采设计研究

针对五阳矿西部扩区的地质条件及地表建筑物分布情况,提出村庄下压煤条带开采方案。通过FLAC3D数值模拟软件,对不同方案的条带煤柱进行稳定性分析,并对地表移动变形进行预计,验证了采70 m留85 m的条带开采方案在五阳矿西部扩区的合理性和可行性。     

西冯街煤矿条带开采方案设计及可行性研究

针对西冯街煤矿5盘区地表建筑物密集,村庄下压煤量大等问题,通过理论计算、数值模拟、概率积分法对其条带开采方案进行设计,并进行可行性论证。结果表明,5盘区条带开采工作面设计采宽为58.5m、煤柱留设宽度为39m时,工作面回采率为60%,煤柱核区率超过65%,能够保持自身稳定并支撑顶板压力;回采后地表最大下沉量为176mm,倾斜变形为1.17mm/m,曲率变形为0.12×10-3/m,水平变形为0.58mm/m。     

深井宽条带开采煤柱稳定性及地表移动特征研究

采用现场实测、三维相似材料模拟、数值模拟和理论分析,对深井宽条带法开采煤柱稳定性及地表移动特征进行研究。研究表明:深井开采其煤柱塑性区的宽度明显增大,条带煤柱承载应力分布为明显马鞍形;煤柱横向变形主要集中在边缘9.5 m内,且呈现非连续、阶跃式、突变形态。随着煤柱留设宽度的变小,煤柱塑性区宽度显著增加,条带群开采地表下沉达到了该地质采矿条件的极值,下沉系数为0.22,下沉盆地面积大,但平缓且较均匀,移动变形连续且周期长,在下沉盆地外边缘出现了地表反弹轻微抬高的现象。针对深井宽条带法开采的特点,提出了深井宽条带法开采煤柱尺寸的计算设计方法。     

条带采宽对地表移动变形影响数值模拟研究

文中采用UDEC离散元数值模拟方法,对相同留宽、不同采宽条件下条带开采地表移动变形规律进行了模拟研究,确定了"建下"压煤开采的最佳条带方案,并得出了地表移动变形随采宽变化的规律,为今后类似条件下条带开采设计和条带开采岩移预计参数的选取提供借鉴.     

宽条带充填全柱开采地表移动变形特征研究

宽条带充填全柱开采借助宽条带开采理念,采用冒落区充填方法,利用全柱开采优势,将地表移动变形过程分解为两个阶段,通过对不同阶段变形值的控制,达到减小采动影响、保护地面的目的。阐述了宽条带充填全柱开采的技术原理,分析了宽条带开采和冒落区充填在宽条带充填全柱开采中的作用,并示例对该方法地表移动变形特征进行了研究。     

厚黄土层煤层开采沉陷规律研究

为了解黄土层对开采沉陷规律的影响,结合彬长矿区厚黄土层的采矿地质条件,基于分层传递理论,采用分阶段求解的方法,对地表沉陷的概率积分公式进行了修正,从土层对基岩的加载角度给出了厚黄土的定义。以大佛寺煤矿的地层条件为模型,通过物理材料相似模拟和FLAC3D数值模拟的方法,得到了彬长矿区的矿井开采地表移动的主要参数,并利用分阶段求解的方法,计算了该矿区亭南煤矿的地表移动等参数,利用地表移动参数设计了亭南煤矿建筑物群下宽条带开采的方案。结果表明:采用地表沉陷分段求解的方法预测厚黄土覆盖层地表沉陷是有效的。     

条带开采覆岩运动对地表沉陷影响的模拟分析

村庄下采煤是涉及到控制地表沉陷的技术难题,受条带开采采动造成的上覆岩层活动对地表移动有着极大地影响。采用物理模拟方法对开采引起的覆岩运动规律进行分析,以及使用数值模拟方法对地表变形情况进行研究。结果表明,采宽60 m留宽70 m"三带"高度比采宽50m留宽70 m增加了58%,地表移动和变形各项参数的最大值增加了30%以上,为合理确定条带开采参数提供有利的依据。     

建筑物下宽条带开采方案研究

 针对策底河煤矿地质采矿条件及地表建筑物情况,在理论分析、地表移动变形预计的基础上,分析研究了建筑物下压煤宽条带开采方案及参数,并结合运用FLAC3D数值模拟计算对条带煤柱及岩梁稳定性进行了计算分析。结果表明,运用条带开采方案能有效控制地表移动变形值,满足保护地表建筑物的要求,解决了策底河矿建筑下安全采煤的技术难题。     

村庄下压煤开采方法探讨

根据铜川矿区特殊开采条件下地表移动变形的观测成果和条带开采的原理，提出又一种村庄下压煤开采的方法——限制连续开采面积法。并详细介绍了该开采方法的应用范围和实施方法。这种开采方法很大程度上克服了条带开采掘进率高、生产效率低、资源面积损失大等固有缺点，适宜于进行井下开采不易引起山体滑移、崩塌的台塬、漫坡区的村庄下采煤。     

建筑物下条采设计方法研究

 为了最大限度的开发利用建筑物下煤炭资源,同时保护地表建筑物免受采动破坏,本文以微山某矿为例,对建筑物下煤炭开采方案进行了研究。根据地质采矿条件,设计了地表建筑物保护煤柱,对保护煤柱内的煤炭资源设计了条带开采方案。在保证煤柱稳定性和采出率的基础上,确定了条带开采采留宽及布置方法,采用概率积分法计算了条带开采后地表移动和变形大小。研究表明,所设计的条带开采方案可以有效保护地表建筑物,在保证建筑物安全的同时提高了采出率,为该矿开采建筑物下压煤问题找到了一种技术可行、经济合理的途径。     

洼东煤矿“三软”岩层村下采煤实践

文中根据洼东煤矿“三软”地层条件,用有限元设计了村下采20m、留宽20m的条带开采方案,用概率积分法进行了地表移动与变形计算。采用该开采方案后,共采出煤9.6万t,实现1000余万元产值,280万元利税,开采后,由地表移动监测数据可知,地表最大下沉157mm,最大水平移动68mm,地表变形在I级之内,取得了“三软”岩层村下开采成功经验。     

东欢坨矿建筑物下条带开采方案设计与应用

通过对东欢坨矿南一采区现有井下工程情况及煤层稳定性分析,结合东欢坨矿建筑物下(简称"建下")开采现状及目前国内建下开采技术水平,设计采用采宽60m、留宽70m的条带开采方案,并预计地表沉陷及移动变形。采用FLAC~(3D)有限差分法进行数值模拟,模拟结果显示,所采用的开采方案对地表造成的移动变形及沉陷均较小,能够保证对地表建筑物破坏在Ⅰ级以下。工程实践证明了模拟计算的准确性。该开采方案在一定程度上延长了矿井的服务年限,降低了煤炭生产成本,提高了煤炭生产效率。     

振兴煤矿村庄建筑物下压煤条带开采研究

村庄建筑物下安全采煤问题是煤矿企业面临的主要问题之一。针对河南省登封市振兴煤矿具体的地质采矿条件及地表村庄建筑物的现状,在理论计算、地表移动和变形预计分析的基础上,对村庄建筑物下压煤条带开采技术进行了分析研究,给出了条带开采方案及其参数。论述了振兴煤矿村庄下建筑物压煤采用条带法开采技术的可行性。     

建筑物下深部煤层二次条带开采研究

为解决林西矿建筑物下煤炭资源回收的问题,结合其埋深大、顶板坚硬的地质条件,提出先采用较小采宽和较大留宽进行条带开采,等地表变形稳定后,对条带开采的保留煤柱进行二次条带开采.以关键层理论为基础,采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法研究了条带开采和二次条带开采；得出以亚关键层1为开采设计依据；确定了条带开采方案,采宽60 m,留宽120m；二次条带开采时采用窄煤柱沿空掘巷,采宽60 m,留宽55 m.研究结果表明:亚关键层1控制着地表下沉变形；条带开采和二次条带开采引起的地表变形对建筑物的损坏均在Ⅰ级损坏内.在林西矿九东区域进行了工业性试验,取得了较好的效果.     

梁宝寺煤矿厚冲积层下条带开采地表移动规律研究

文中根据梁宝寺煤矿首采区三个条带开采工作面的地表岩移观测数据,绘制了地表移动变形曲线图,求得了岩移参数,探讨了厚冲积层条件下宽条带开采的地表移动特点。     

长壁全垮法开采和限厚条带开采对生态环境影响比较分析

以亭南矿为研究对象,采用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中模式,预测亭南矿全部垮落法开采和限厚条带开采2种不同开采方式的地表沉陷、移动变形等情况。通过类比分析得出条带开采对生态环境影响较小,对地表植被的生长、耕地农作物生产影响较小,条带开采生态环境影响区农作物减产量(232.4t)较全部垮落法开采减产量(345.2t)少112.8t,从而论证了煤炭开采技术的合理选择对生态环境保护和资源合理利用的重要意义。     

西马煤矿村庄下条带开采方案设计与应用

为解决西马煤矿北二采区村庄下压煤问题,对压煤区域进行合理开采以减小多煤层多次采动对地表影响。以村下采区12~#煤层地质条件为基础,应用压力拱理论确定村下压煤条带开采方案,并对条带煤柱采宽与留宽进行合理设计以保证煤柱获得长期安全性和稳定性。同时,应用FLAC~(3D)程序对开采区域地层稳定性进行数值模拟分析,揭示开采过程覆岩移动规律和蠕变变形特征。分析结果表明:随着时间的推移,地表沉降变形趋于稳定,设计开采区域采空区上覆岩层应力场分布重新达到平衡且整体处于稳定状态。