浅埋煤层导水裂隙发展规律物理模拟分析

对于富水沙层下、水体下等保水开采研究课题 ,本来应该进行固液两相相似模拟研究 ,但因此种研究手段还处于试验阶段 ,所以进行单相固态模拟还是非常必要的。根据不同工作面覆岩破坏和导水裂隙发展情况以及防水安全岩柱保护层稳定性变化 ,实验得出了从不同基岩厚度采场实现保水开采的合理推进距。导水裂隙带高度发展过程的实验对神府矿区的间歇式保水开采方案的实施和该区煤炭资源合理开发具有重要指导意义     

浅埋煤层保水开采的研究进展

分析了陕北榆神府矿区浅埋煤层保水开采的水文及工程地质条件,对砂基型保水开采地质条件进行了分类,推导出浅埋煤层导水裂隙发展计算公式;通过一系列不同地质条件下的"固—液"耦合相似材料模拟实验,得出了不同砂基型条件下及河流下的间歇式保水开采参数;建立了保水煤柱稳定性分析的三维数值模拟模型,计算了煤柱和基岩保护层的稳定性。通过地质分析、实验研究、数值模拟,对榆神府矿区实行保水开采的可行性进行了综合分析。     

浅埋煤层关键层破断对导水裂隙演化的影响

掌握导水裂隙演化规律是实现浅埋煤层保水开采的关键,用RFPA软件进行数值模拟可以观察导水裂隙演化的过程.本文通过对补连塔煤矿31401工作面的数值模拟,总结出了关键层破断运动对导水裂隙演化的影响规律,为实现浅埋煤层保水开采鉴定了基础.     

陕北某井田保水采煤最大采高探讨

如何在保护生态潜水的前提下合理开采煤炭资源,即实施"保水采煤",是陕北能源化工基地建设中迫切需要解决的技术难题。采用数值模拟方法,以陕北某井田为剖析对象,研究了不同采高条件下导水裂隙带的发育规律及其对生态潜水的影响程度。研究表明,导水裂隙带发育高度主要受采高控制;为了实现"保水采煤"目标,在研究区宜采用分层限高间歇式开采技术。据此对整个井田进行了限采高度的合理分区,为研究区分层开采最大采高的确定提供了依据。     

陕北浅埋煤层绿色保水开采技术研究

王家沟煤矿为陕北典型浅埋煤层矿井，地下煤炭资源开采有可能破坏萨拉乌苏组潜水含水层。为有效的控制导水裂隙发育，最大限度保护地表含水层，基于协调开采的原理，结合力学模型和相似材料模拟试验，对比研究了一次采全高和限高留煤柱两种开采方法导水裂隙发育规律。研究表明，一次采全高条件下导水裂隙呈间歇式变速发育最大高度94m，穿过含水层|限高留煤柱协调开采导水裂隙发育平缓，最大高度60m|关键层的稳定决定着含水层的稳定，限高留煤柱能够显著的控制协调关键层挠曲下沉，有效的抑制导水裂隙发育，实现含水层下绿色保水开采。     

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。     

条带充填参数对提高开采上限影响分析及应用研究

为解决含水层下因留设防水煤柱而造成的资源严重浪费,以某煤矿1302工作面为工程背景,通过理论分析、现场调研及FLAC~(3D)数值模拟软件研究了条带充填采煤导水裂隙带发育高度的变化规律,提出了以条带充填开采解决1302工作面开采过程中提高开采上限的设计方法。研究结果表明:条带充填上覆导水裂隙带发育高度为15.84 m左右,较垮落法开采发育高度低35 m左右,有效地解决了保水开采提高开采上限的难题;采用"钻孔双端封堵测漏"装置监测,得到导水裂隙带发育高度与理论计算结果相吻合,相关研究成果对类似条件下的煤炭保水开采具有一定的借鉴意义和应用价值。     

河下多煤层安全开采顺序对导水裂隙带高度的影响

为研究河流下多煤层开采顺序对上覆岩层导水裂隙带发育高度影响的问题,根据1930煤矿煤岩物理力学指标及多个钻孔实测数据,采用理论分析和UDEC软件数值模拟的方法对位于河流下1930煤矿的4,5,6号煤层的不同开采顺序对上覆岩层导水裂隙带发育情况进行分析。结果表明：当开采顺序不同时,上覆岩层导水裂隙带高度不同;利用“三带”法、比值法对多煤层开采顺序进行判定,排除开采顺序在理论上不可行的方案;当按煤层4→5→6逐层开采时,导水裂隙带高度分别为54.2,74.3,74.3 m,按5→4→6顺序开采时对应的导水裂隙带高度分别为74.3,74.3,74.3 m;然后通过数值模拟方法对可行方案进行优化验证,当按煤层4→5→6逐层开采的导水裂隙带高度分别为54,78,128 m,按5→4→6顺序开采对应的导水裂隙带高度分别为76,83,60 m。最后确定按煤层5→4→6的上、下行混合顺序开采更为合理。     

巨厚砂砾岩含水层下特厚煤层保水开采分区及实践

以永陇矿区崔木煤矿为研究背景,分析矿区含(隔)水层与煤层的空间组合及覆岩特征,结合导水裂隙带发育高度探查结果,开展巨厚砂砾岩含水层下特厚煤层保水开采分区及实践研究。结果表明:该区导水裂隙带发育高度为煤层采厚的19.93~23.23倍,已波及上覆白垩系含水层。以所确定的保水开采保护层厚度30 m为阈值,将研究区划分为自然保水开采区、可控保水开采区和保水限采区,并提出各分区相应的保水开采途径。实践表明:巨厚砂砾岩含水层下保水开采的有效途径主要包括控制导水裂隙发育高度,选用适当的工作面布局及推进速度,以及隔水层采动破坏后的恢复与再造。     

陕北浅埋煤层砂土基型矿区保水开采方法研究

在浅埋煤层砂土基型矿区实现保水开采,关键在于煤层开采后含水层和导水裂隙带之间有达到厚度要求的隔水保护层.采用开采损害学中的地表移动变形和采动岩体内部移动变形预计的方法,考虑覆岩中隔水黏土层的膨胀性计算浅埋煤层砂土基型矿区开采后隔水土层中裂隙的破坏深度,同时借鉴相似模拟实验确定导水裂隙带的发育高度,最后计算采高不同时2种裂隙之间的隔水保护层厚度,如果隔水保护层厚度满足规定要求就可以实现保水开采,从而确定砂土基型矿区保水开采的合理开采方法.以榆树湾煤矿20102上工作面开采为例,计算结果表明:5m分层开采可以实现保水开采,放顶煤一次采全高不能实现保水开采.现场开采实践和相似模拟实验验证了该方法的正确性.