急斜煤层覆岩关键层对防水煤柱尺寸的影响

为了对水体下急斜煤层的安全回采提供依据,基于龙湖煤矿南二采区急斜煤层的水文工程地质和煤岩层赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算,分析了覆岩关键层对急斜煤层开采导水裂隙分布和防水煤柱稳定性的影响,结果表明:当上覆岩层无关键层时,急斜煤层开采导水裂隙呈“耳型”分布,而当上覆岩层存在关键层时,导水裂隙以平行于岩层层面的离层裂隙为主,且随着煤层采厚的增加呈抛物线型增大趋势,硕板初次破断后导水裂隙向关键层及其上方岩层发育；急斜煤层覆岩关键层的存在,将明显增大防水煤柱的抽冒范围,水体更易沿防水煤柱塑性破坏区渗流进入工作面采空区.据此,现场设计了分带仰斜充填开采方法,并采取了加固防水煤柱的措施,有效确保了水体下急斜煤层的安全回采.     

急倾斜煤层坚硬底板应力分布特征和岩移控制

 为了研究急倾斜煤层充填开采底板岩层移动的控制效果，基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件，采用离散元UDEC数值计算，分析了急倾斜煤层采空区不充填和充填开采不同方式下底板岩层移动和应力分布特征。结果表明：急倾斜煤层开采底板岩层应力卸载区、应力降低区和支承压力区均呈非对称抛物线拱型分布；急倾斜煤层开采应力卸载角和卸载拱拱高均随煤层采厚的增加呈增大趋势；急倾斜煤层充填开采可以有效降低底板岩层卸载区、支承压力区范围和减小底板岩移，有利于急倾斜煤层采场围岩的稳定。     

急倾斜厚煤层顶底板移动特征的模拟研究

以新疆某煤矿急倾斜特厚煤层采煤工作面为工程背景,运用FLAC数值模拟软件对采后顶底板运动特征进行模拟研究,为相似赋存条件下的煤层开采提供了瓦斯涌出路径和预防顶板事故的理论基础。结果表明:随工作面煤层的开采,两侧顶板岩层中垂直应力分布表现为工作面前方出现应力升高区、峰值区和降低区,应力集中程度最大。煤层采出后,上覆岩层压力得到释放,在顶板产生一定深度的卸压区,其应力值仅有0.5 MPa。     

仰斜开采覆岩应力分布及裂隙演化规律物理模拟试验

为揭示仰斜开采过程中采场覆岩应力及裂隙演化规律,采用物理相似模拟试验进行了研究,得到了仰斜开采工作面底板支承压力沿推进方向的区域划分,支承压力峰值的变化,以及采场覆岩"三带"高度与卸压裂隙区宽度等随着工作面推进的变化规律。     

急倾斜特厚煤层水平分段开采煤岩应力演化规律数值模拟研究

急倾斜特厚煤层赋存条件非常特殊,为揭示急倾斜特厚煤层开采过程中灾害的致灾机理,基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件对乌东煤矿45#急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下,岩体及煤体的应力演化规律进行数值模拟研究,研究结果表明：煤层顶板附近的岩层应力较大,靠近煤层底板处的岩层应力变化不大|覆岩局部区域内产生了应力集中现象|工作面煤体的应力集中多分布在靠近顶板处的煤体,而靠近底板处的煤体其应力集中程度较顶板小|工作面煤体的轴向应力的分布分为塑性区、弹性区和原岩应力区三个区,工作面煤体沿走向方向上的侧向应力随距离工作面的距离增加而减小。     

倾斜煤层开采地表沉陷规律模拟分析

为了研究倾斜煤层开采时地表下沉及其上覆岩层的破坏影响规律,以安阳煤矿的地质条件为原型,利用软件模拟不同倾角下特厚煤层的开采。研究表明:在工作面前端出现应力升高区,随着倾角的变大应力拱逐渐向地表延伸,拱型结构逐渐向岩层上方移动,垂直应力集中系数随倾角的变大而减小;对于倾角小于30°煤层而言,上覆岩层垮落后就地堆积;当煤层倾角大于40°时,上覆岩层垮落并向煤层下山方向移动,从而使得采空区上山方向地表下沉值增大,而下山方向地表呈相对上升趋势,由于地下岩层破坏使得地表总体呈现U型塌陷坑。     

煤层群双重卸压开采覆岩移动及裂隙动态演化的实验研究

近距离煤层群双重卸压开采时,顶底板煤岩层反复破坏,形成了不同于单层煤层开采的裂隙通道,对瓦斯抽采造成了较大影响。采用相似材料模拟实验研究了单层开采和双重卸压开采覆岩位移、裂隙及应力分布与演化规律。研究表明：在双重卸压开采作用下,一些覆岩裂隙经历了生成、扩展、压实、张拉、再压实等复杂的过程;覆岩中形成了裂隙趋于闭合的“压实区”和裂隙趋于张开的“裂隙区”,这些裂隙形成了立体交错的瓦斯运移通道,并随双重卸压开采工作面推进而变化。提出了近距离煤层群重复卸压开采瓦斯立体抽采模式,实现上覆煤岩层和下伏煤岩层裂隙通道瓦斯的全面抽采,并在贵州盘江精煤股份有限公司金佳煤矿成功应用。     

榆神府矿区双煤层开采覆岩破坏及地面沉降特征研究北大核心

为研究双煤层开采条件下浅埋煤层覆岩破坏特征及地表沉降规律,以榆神府矿区典型浅埋煤层地质条件为基础,采用数值模拟方法,分析了6种不同工况下双煤层开采时覆岩破坏与地表沉降特征,并用物理相似模拟实验加以验证。结果表明:浅埋煤层覆岩破坏方式为全厚切落,留煤柱开采时隔水层中采动破坏呈现“泥盖效应”,不留煤柱开采时采空区两侧形成离层裂隙发育区,裂隙沿采空区两侧上方呈约45°发展;煤层开采时地表呈台阶式下沉,随着工作面推进,地表沉降中心不断前移,隔水层重量对地面沉降的影响逐渐减小,煤层厚度与地表沉降值呈正相关性;煤层开采过程中存在应力集中现象,上覆岩层中垂直应力沿煤层开采方向依次出现应力集中区、应力卸压区和应力集中区。     

特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层及地表移动机理

以窑街矿区三矿地质条件为原型,采用相似材料模型试验方法,研究了特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层移动机理和地表移动规律。结果表明,特厚急倾斜煤层水平分层开采时,浅部开采阶段岩层以应力拱结构控制岩层移动,深部开采阶段岩层以铰接岩梁结构控制岩层移动;根据覆岩破坏形式,将采动岩层移动分为松散岩块区和层状岩层区。揭示了特厚急倾斜煤层水平分层开采具有显著的重复开采和变方向传播的特征;随着工作面自上向下逐层布置回采,地表移动盆地具有向顶板侧扩展和下沉值不断累计的特点,最终形成一个整体的移动盆地。研究结果可为地表及岩层移动预测模型的建立提供依据,从而指导类似条件下煤炭资源的合理开发。     

覆岩采动裂隙中瓦斯渗流特性数值模拟

运用RFPA-flow数值模拟软件,对关键层位于距离煤层顶板30 m处开采过程的上覆岩层垮落现象及随工作面推进过程中上覆岩层中瓦斯气体渗流速度变化规律进行了数值模拟。通过对实验结果的分析可知,开采过程工作面前方形成了卸压区、应力集中区、稳压区、原岩应力区,上覆岩层的来压步距为15 m左右,上覆岩层中瓦斯渗流速度随煤层的开采,呈现出先升高,后降低,再升高的变化趋势。     

王家山煤矿急倾斜煤层综放设备选型及回采工艺

为了确定急倾斜煤层走向长壁综放开采"三机"(液压支架、采煤机和刮板输送机)配套选型及安全可靠的回采工艺,针对王家山煤矿急倾斜煤层赋存条件及开采技术特点,采用三维数值模拟,分析了采场围岩与支架受力过程,顶板及顶煤破坏变形特征,结合工作面设备防倒防滑需要,初步确定"三机"选型。通过现场实践,确定了ZF4800/16/30型2柱支撑掩护式支架为主体的"三机"配套,总结出了由上向下割煤、由下向上推刮板输送机并移架、由下向上放顶煤的回采工艺。     

急倾斜煤层深部煤岩动力失稳原因分析

为揭示大洪沟煤矿急倾斜特厚煤层发生动力失稳现象的原因,基于采掘布局特点对其进行理论分析和岩石力学试验,分析得出诱发急倾斜煤层深部煤岩体动力失稳的原因有:开采深度、顶底板夹持作用、顶底板破断、煤岩物理力学性质、应力集中。结果表明:底板的撬动作用是工作面煤层失稳的动力来源,该煤层具备发生动力失稳的条件,B3+6煤层工作面相向采掘导致掘进工作面与采煤工作面超前压力叠加,应力集中较为严重。应对该煤层及顶底板实施爆破卸压与注水弱化,来释放积聚在煤岩体中的弹性势能,并优化采掘布置。     

大倾角综放工作面巷道布置及支护技术实践

为了解决大倾角厚煤层综放开采的巷道布置及支护等关键技术问题,基于回采巷道布置及支护在大倾角厚煤层综放开采中的重要性,研究了大倾角综放开采工作面主要巷道的合理布置及支护方式,得出了工作面巷道布置方式及的锚网支护参数,并进行了现场施工实践.结果表明:回风巷沿煤层底板布置,运输巷沿煤层顶板布置,开切眼采用倾斜一圆弧一水平布置,这种布置方式较好地解决了大倾角厚煤层综放开采的巷道布置关键性技术问题.     

薄及中厚急倾斜煤层采煤方法优化研究

急倾斜煤层属难采煤层,具有安全状况差、支架稳定性差、机械化程度低、回采效率低等问题.针对薄及中厚急倾斜煤层的这些特点,提出了薄及中厚急倾斜煤层采煤方法改进方向和优化方法,即通过加大采区走向长度、改进回采工艺和改进巷道布置方式,优化生产系统等方法,可以大幅提高薄及中厚急倾斜煤层开采效率.     

急倾斜煤层顶板管理

急倾斜煤层因其倾角大的缘故,很难实现正规机械化回采。急倾斜顶板管理分为松软顶板管理和坚硬顶板管理两种。走向短壁后退式仰采,它既适用于小块段的地质复杂的煤层,又能提高产量,这种采煤方法的优点是能有效地解决直接顶在回采时垮落后堵仓的问题,同时加大了生产过程中的安全性。     

上解放层开采对下煤层卸压作用研究

Based on the geological conditions and mining parameters of the coal mining face in No.12 mining block of Jining No.3 Mine,a similar simulation in the lab was conducted on the mining process of the coa...     

急倾斜煤层巷道支护结构轴向变形模拟试验

为了在急倾斜煤层无煤柱开采过程中保证穿越煤层巷道的稳定性,需要对穿越的巷道进行合理的支护。根据相似理论原理设计了急倾斜煤层开采时巷道支护结构变形研究的模拟试验系统,并对支护结构的轴向变形进行了试验。试验结果表明急倾斜煤层开采过程中巷道支护结构的变形分为压缩-再次压缩-稳定型、稳定-压缩-回弹-稳定型和稳定型3种类型;支护结构与煤层交界部位是支护设计的关键部位;支护结构应具备柔性和可伸缩性;验证了急倾斜煤层开采过程中支护结构稳定-压缩-回弹-稳定的变形特性。     

急斜煤层综放开采中固-液-气耦合作用模拟试验

为了揭示急斜煤层综放开采围岩运动规律、注水弱化效果和气体迁移规律,保障急斜煤层综放安全开采。采用固-液-气三相介质物理相似模拟装置及声发射(Acoustic Emission,AE)测试系统,分析急斜煤层综放开采过程中煤-水-瓦斯三相介质耦合作用与AE之间的内在规律,揭示了急斜煤层综放开采中,煤-水-瓦斯三相介质运动规律和煤岩失稳3种判别模式,为现场安全开采提供理论依据。     

急倾斜中厚煤层走向长壁端部放煤技术研究

我国急倾斜煤层分布广泛,其地质条件大多数比较复杂,由于急倾斜煤层地质条件的特殊性,开采方法仍然是影响矿井改善技术经济面貌的瓶颈。文章根据七台河建设煤矿实际地质条件提出了走向长壁无人工作面端部放煤采煤法,通过现场实际应用,取得较好的技术与经济效果。     

急倾斜较薄特厚煤层巷柱-综采放顶煤开采技术

综合我国急倾斜煤层水平分层综采放顶煤和水平分段巷柱式放顶煤两种采煤方法的技术优点,提出在厚度10～20m的急倾斜煤层内使用"巷柱-综采放顶煤"开采技术.介绍了该采煤方法的巷道布置、通风系统、回采工艺,以及阶段高度确定、煤层弱化、防灭火等关键技术.