芦沟煤矿软硬交互覆岩放顶煤开采导水裂缝带高度研究

为准确计算软硬交互覆岩放顶煤开采导水裂缝带高度,确保水库水体下采煤的安全,采用地面钻孔冲洗液漏失量法对芦沟煤矿32101工作面导水裂缝带高度进行了现场实测,并根据上覆岩层岩性及结构进行了理论分析计算,综合确定了水库下放顶煤开采工作面导水裂缝带高度。结果表明:根据钻孔冲洗液漏失量法现场实测得到的导水裂缝带高度与理论分析计算得到的导水裂缝带高度基本一致,现场实测与理论分析综合确定的导水裂缝带高度能够满足工程实际需要。芦沟煤矿软硬交互覆岩放顶煤开采导水裂缝带高度为采厚的17.2倍,水库水体下采煤是安全可行的。     

含水层下煤层开采覆岩破坏规律数值模拟研究

以五沟煤矿1011工作面煤层开采为例,应用FLAC软件对煤矿开采引起的煤层顶板覆岩运移规律进行了数值模拟,确定了含水层下煤层开采导水裂缝带和覆岩冒落带发育高度,利用经验公式和简易水文观测法对模拟计算结果进行验证,为进一步合理留设防水煤柱提供有效技术参数。     

厚煤层开采垮落带及导水裂缝带高度探测方法

为研究厚煤层综放开采(一次采全高放顶煤)、中硬~坚硬覆岩条件下厚煤层开采顶板垮落带及导水裂缝带发育高度,以鹤岗矿区为例,采用冲洗液漏失量观测、水位观测,井下彩色电视观测法、超声波成像测井法等现场实测方法及室内相似材料模拟、FLAC3D数值模拟等方法进行探测研究,确定其垮落带及导水裂缝带高度,推导了适合鹤岗矿区厚煤层开采的垮落带及导水裂缝带高度的预测公式,对其进行了验证,总结出了适合厚煤层顶板垮落带及导水裂缝带发育高度的探测体系。     

大埋深厚煤层开采导水裂隙带发育高度综合确定

导水裂隙带发育规律及其高度测定对矿井防治水和保水开采具有重要意义。以九龙矿2#煤层15249S工作面为研究对象，利用经验公式计算方法、FLAC3D数值模拟和微震监测相结合分析了煤层上覆岩层塑性区破坏变化规律及导水裂隙带发育高度计算，并结合现场钻孔漏液实测数据对上述3种方法得出的结果进行验证。研究结果表明：经验公式预计导水裂隙带高度为103.66 m，数值模拟试验预测导水裂隙带高度为134 m；微震监测结果与现场实测结果分别为130 m和126.84 m，最终综合确定了导水裂隙带高度。该成果可为九龙矿煤层安全开采方案选取提供技术支撑。     

半胶结中低强度围岩导水裂缝带发育特征研究

为获得半胶结中低强度围岩条件下巨厚浅埋煤层开采导水裂缝带高度及发育特征,以榆神矿区金鸡滩煤矿101工作面与转龙湾煤矿23103工作面为例,分别采用地面钻孔探测(岩芯工程地质编录、冲洗液漏失量观测及钻孔电视系统)与井下探测(钻孔双端封堵测漏法)对采空区上覆岩层导水裂缝带高度及形态进行了现场探查,采用相似材料模拟和数值模拟对不同开采煤层厚度的导水裂缝带演化规律及发育高度进行了研究。根据现场实测和模拟结果,结合其他相似条件的矿井实测数据,对导水裂缝带发育高度与煤层采厚的关系进行了拟合分析。研究表明：大跨度工作面导水裂缝带发育高度与煤层采厚为二项式关系,随采厚增加,导水裂缝带高度增大,但增大趋势变缓;导水裂缝带发育形态为平顶拱形,在工作面推进距离与工作面斜长近于相等时,“裂隙拱”在垂向上不再扩展,此时导水裂缝带高度达到最大。     

导水裂缝带高度的多方法综合确定

为了确定山东某矿7108工作面的上覆岩层导水裂缝带高度,采用导水裂缝带理论计算公式法、经验类比计算法、覆岩关键层计算法分别对工作面导水裂缝带发育高度进行理论计算,此外,还进行现场实测,克服了单一方法的局限性。现场实测采用井下钻孔分段注水观测法,测得导水裂缝带高度为97.7m。通过对这4种方法得到的结果综合对比分析,得出7108工作面导水裂缝带高度为97.7~108.8 m,为该矿井防治顶板水提供了依据。     

导水裂缝带发育高度计算研究

为了研究大水头煤矿导水裂缝带发育高度及其规律,收集国内综放开采形成的导水裂缝带高度研究成果进行整理,采用工程类比法和现场实测法研究导水裂缝带高度与采厚之间的关系。研究结果表明:工程类比法在大水头煤矿预测导水裂缝带高度问题上是可行的,而且精度较高,将大水头煤矿实测导水裂缝带数据加入国内综放开采的导水裂缝带高度研究成果后,修正关系式预测精度有所提高。     

浅埋厚煤层工作面导水裂隙带发育高度研究

为了确定浅埋厚煤层工作面导水裂隙带的发育规律及高度,以寸草塔二矿31204工作面为工程背景,运用相似模拟试验对导水裂隙带的发育规律和高度进行了预测,运用井下分段注水和钻孔电视相结合的监测方法对导水裂隙带的发育高度进行综合确定。研究结果表明:导水裂隙带的发育随工作面开采呈动态发展,随工作面开采导水裂隙带高度增加,相似模拟试验确定导水裂隙带高度为49.7m,井下分段注水法与钻孔电视法现场监测得到的结果分别为53.0m和48.8m,最终确定导水裂隙带高度在48.8～53.0m之间。     

综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度研究

为防治顶板水、 防水煤柱留设而需合理确定顶板 “三带冶 高度。 以西山镇城底矿8煤为研究对象, 采用井下仰孔注水测渗漏法和瞬变电磁法实测导水裂缝带高度, 运用FLAC3D软件对上覆岩层的冒落、 岩移规律进行了数值模拟。 结果表明： 数值模拟与现场实测得到的导水裂缝带基本一致, 综合确定导水裂缝带高57. 58 m, 其中冒落带高16.32 m, 裂缝带高41. 26 m, 说明 《煤矿安全规程》 中有关导水裂缝带统计经验公式不适用于中厚煤层综采一次采全高开采条件。     

昭阳煤矿导水裂缝带高度探测分析

结合昭阳煤矿32503工作面具体情况,采用经验公式法、数值模拟法和实测法分别测量导水裂缝带高度.对3种方法得到的数据进行对比,经过综合分析,确定准确的导水裂缝带高度.     

基于熵权-层次分析法的导水裂缝带高度预测的研究

以大平矿区实测数据作为样本,首先根据经验建立影响导水裂缝带高度的因素集,然后运用熵权-层次分析预测模型通过Matlab编程获得导水裂缝带高度的预测值及各影响因素的权重。该方法在一定程度上弥补了导水裂缝带高度观测资料的不足,修正了权值不均衡问题,评价结果优于单一层次分析法,为导水裂缝带高度的科学预测提供了一种有效的方法。     

微震监测结果在矿图上的定位合成及应用

基于微地震监测工程，研究了将监测结果在矿图上合成的方法，并以监测实例为基础，介绍了微地震定位结果在矿图上的合成和应用方法，做出了微地震事件在工作面推进方向上的投影和在沿倾向、走向剖面上的投影图.在此基础上，研究了采场覆岩空间结构、断层活化、超前支承压力分布规律、工作面导水裂隙带发育高度与微地震事件分布的关系.结果表明：合成图简洁直观地展示了监测结果，可以在采矿工程中广泛应用.     

近距离多煤层开采覆岩破坏高度与特征研究

以新强煤矿为试验矿井,采用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视系统探测了近距离多煤层开采覆岩破坏高度。研究结果表明,通过钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视系统探测综合分析,得到新强煤矿近距离煤层群开采垮落带高度约为80m,导水裂缝带高度为133.75m,裂采比为31.1～40.5。与新强煤矿导水裂缝带高度经验值较吻合,观测到的垮落带高度已与传统意义上的垮落带有所区别,应该属于导水裂缝带的严重开裂范围之内。     

煤层群分组上行开采相似材料模拟和数值模拟研究

通过理论分析计算,得出上下两组煤开采后的导水裂隙带发育高度以及理论破坏形态预计。通过计算机数值模拟、实验室相似材料模拟研究分析上下两组煤开采后覆岩破坏规律及顶底板应力分布规律、覆岩沉降规律,得出导水裂隙带最大值。数值模拟下煤层开采后的覆岩破坏高度,得到模拟的导水裂隙带高度,并与理论值,模拟得出的结果对比,综合分析分组上行开采覆岩破坏与运动规律。     

底板采动导水破坏带深度求取方法研究

准确预测底板采动导水破坏带深度是合理设计底板防水安全煤岩柱,解决煤矿底板突水问题的关键。综合分析了开采深度、煤层倾角、煤层开采厚度、工作面斜长等地质采矿条件对底板采动导水破坏带深度的影响。以27个典型工作面实测数据作为训练和测试样本,通过合理选择SVM中核函数、不敏感损失系数、惩罚因子等参数,建立了底板导水破坏深度与各影响因素之间的SVM回归模型。最后进行了测试分析,测试结果表明,采用SVM所建立的关系模型可以较好地根据各影响因素求取底板采动导水破坏带深度,获得的底板导水破坏带深度精度可靠、能够满足设计需要。研究成果表明:采用SVM的方法计算底板采动导水破坏带深度是可行的,该方法可以综合考虑对底板采动导水破坏带深度影响的多种因素,为今后快速准确地计算底板采动导水破坏带深度提供了一种新的方法。     

神东保德浅埋煤层覆岩裂隙带高度数值指标判别阈值及采高效应

覆岩裂隙带高度是研究覆岩变形破坏的重要指标,而现有单一指标无法反映空间采场围岩不同空间部位的破裂程度。本文以神东典型浅埋条件保德矿81505工作面为研究背景,基于室内实验对岩体破裂度进行了RFD阈值划分并构建相似模型和数值模型;基于围岩破坏度指标RFD提取了数值模拟中的最大破坏深度,并对比相似模拟结果研究了覆岩采动裂隙带发育高度规律及随采高的变化规律。结果表明,围岩破坏度指标RFD可以很好地评测神东典型浅埋条件下采动裂隙带的发育特征,裂隙带发育高度随采高的增大而持续增高,但增长速率逐渐减小。本研究为裂隙带分布破坏特征、矿压显现及安全开采提供理论支撑及技术依据。     

采动裂隙椭抛带动态演化及煤与甲烷共采

为研究采动覆岩裂隙演化及其中瓦斯的运移规律,通过物理相似模拟及数值模拟发现,煤层开采后采动覆岩裂隙形态可用椭抛带来表征。基于岩层控制关键层理论,建立了考虑采高及第一亚关键层与煤层顶板间距的采动裂隙椭抛带动态演化数学模型。运用环境流体力学,传质学,渗流力学,采动岩体力学等理论,得到采动煤体应力与卸压瓦斯渗流,纵向破断裂隙区瓦斯升浮,以及横向离层裂隙区瓦斯扩散等方程,构建出椭抛带中卸压瓦斯渗流-升浮-扩散综合控制模型。分析了椭抛带卸压瓦斯抽采机理,提出相应的煤与甲烷共采技术。通过山西天池煤矿抽采卸压瓦斯的现场实践,说明采动裂隙椭抛带是卸压瓦斯的储运区,将瓦斯抽采系统布置其中,可取得良好效果。     

高瓦斯煤层覆岩空间破裂微震探测及应用

为了解决主焦煤矿2308工作面开采过程中瓦斯隐患,利用理论计算方法对采动过程中冒落带及裂隙带高度等进行计算,并结合微震监测技术手段对采面回采过程中覆岩微震事件进行监测记录,以此分析采动裂隙带的空间位置,进而得到上覆岩层瓦斯富集区的空间位置,研究发现微震监测手段得到的采动裂隙带高度与理论计算的结果相近,即采动裂隙带高度在38m左右,工作面回采期间周期来压步距在14m左右。据此对高位瓦斯抽采钻孔进行优化设计,并对其抽采效果进行检验,发现优化后的高位钻孔瓦斯抽采量提升了162%,瓦斯抽采体积分数提升了210%,表明利用微震监测技术探测瓦斯富集区是可靠的。     

基于采动-爆裂模型的导水裂隙带高度计算方法

煤炭开采导水裂隙带高度预测大多采用数值模拟和统计分析方法。基于煤炭现代开采工艺特点,采用系统理论与模拟方法,建立由采动体(开采系统与煤体)与受动体(采动覆岩)组成的采矿系统、"采动-爆裂"物理模型和采动能与应变能的变化关系;类比采动覆岩与岩石爆破的分区效应,确定了岩石爆破安全距离与导水裂隙带高度的关系;基于采矿系统内能量和动量守恒关系,建立了导水裂隙带高度与开采工艺参数和采动覆岩特性的近似关系和高度预测方法;因子灵敏度分析表明,采动因子和等效密度因子影响幅度最大;对采用煤炭现代开采工艺的兴隆庄矿区验证表明预测高度相对误差约为8.8%。     

煤层底板采动导水破坏带深度主控因素探究

在长壁式采煤方法和全部垮落处理顶板条件下,定性分析了开采深度、煤层倾角、开采厚度、工作面斜长、底板抗破坏能力和构造对煤层底板采动导水破坏带的影响。对全国31个实测数据样本,利用灰色关联分析方法进行了定量分析,指出了煤层底板采动导水破坏带深度的主控因素为工作面倾斜长度和煤层倾角。