特厚松散含水层下缩小防水煤柱开采实践

以谢桥煤矿煤系地层内新生界冲积层结构及其含、隔水性特征等为背景,运用理论分析和相似模拟方法研究采动岩体运移破坏规律及两带发育特征,并建立工作面防水煤岩柱地层结构模型。同时,运用数值模拟方法模拟邻近煤层开采影响下1202(1)工作面回采上限不同时覆岩渗流场的分布情况。研究表明,防水煤柱缩小后,1202(1)工作面覆岩塑性区将波及到上部含水层,但密度较稀少,在保护层和采空区覆岩压实作用下,渗流轨迹发育也并不连续,含水层水体流至工作面的水量有限,缩小防水煤柱安全可行,共解放呆滞煤量3.5万t。     

孟巴矿厚松散含水层下协调保水开采模式

孟巴矿的地质采矿条件具有近地表松散富含水层厚、煤层顶板厚、煤层厚的"三厚"特征,开采煤层覆岩中含有多个含水层组,矿井水害是威胁矿井安全生产的主要因素。在覆岩多水体条件下,为了有效防止近地表厚松散UDT含水层进入井下,导致淹井灾害发生,提出上保下疏的开采水害防治模式。一分层安全开采的关键技术是控制复合关键层的结构稳定,应用初始后屈曲理论解析其稳定性,得出结构关键层的极限破坏长度,通过线性回归给出分层开采覆岩导水裂缝带发育高度预计计算公式,分析确定了一分层开采工作面宽度不超过150 m,限高开采3 m;依据对UDT含水层防护的安全煤岩柱高度确定二分层开采高度,二分层开采后覆岩结构关键层发生破坏,既能够有效疏放LDT隔水层以下含水层水,又能够保证LDT隔水层的完整性,达到UDT水体不发生下泄的目的,保障了矿井安全开采;根据工作面协调减损开采原理,确定开采分层合理错距约为82 m,下分层的巷道布置在上分层开采采空区下的厚煤层分层错距协调限高开采布置模式,实现有效降低了覆岩应力的叠加效应,减轻LDT隔水层的变形破坏程度。开采结果表明:厚煤层分层协调布置开采方法,有效减轻了UDT含水层下LDT隔水层应力叠加损伤程度,保护了隔水层的完整性;一分层限高综采,二分层限高综放开采分次疏放了煤层顶板至LDT底板2个含水层组,解决了矿井排水能力较小条件下的水害防治问题;分层工作面错距协调布置开采方法,有效降低了开采边界导水裂缝带发育高度,减小了LDT变形破坏程度,同时释放了一分层区段煤柱应力,实现了覆岩整体下沉,不但有效地降低了覆岩破坏高度,而且减小了冲击矿压冲击强度,开采期间UDT水位变化幅度稳定保持在一定范围内,实现了多水体条件下上保下疏的厚煤层分层安全开采模式。     

第四系松散含水层下薄隔水层提高开采上限技术

山东裕隆矿业集团单家村煤矿通过对六采区3煤提高开采上限的试验研究,在第四系含水松散层下薄基岩综放工作面的开采上限从-250m提高到-180m,实现了安全开采。在原矿井设计70m防水煤柱基础上,通过研究分析与现场勘探,确定留设45m防砂安全煤岩柱,取得了巨大的经济效益,并且为兖州矿区合理确定开采上限提供了科学依据。     

轻放支架在大倾角特厚煤层开采中的应用

过去，大倾角煤层开采多用古老落后的“落垛”方法，回采效率和资源回收率都很低。近年来，开滦唐山矿业公司引进了轻放开采技术并获得了成功。     

松散含水层下开采对覆岩承载破坏规律的影响

采用数值模拟的实验方法,就松散含水层对覆岩破坏规律的影响进行了研究。研究结果表明:覆岩破坏后,可以划分为拉伸变形区、拉伸破裂区、剪切变形区和未变形区。在松散含水层的载荷传递作用下,作用在基岩顶界面的载荷较大,由于基岩较薄,采场覆岩易发生整体弯曲下沉,造成工作面覆岩破坏高度、工作面支承压力、采空区上部和侧向裂隙分布范围增大,与无松散含水层相比,工作面的压力明显增加。     

松散含水层长距离大采面工作面开采对策研究

受开采沉陷影响,矿井回采工作面上覆地表河流往往对回采工作造成很大的安全隐患.为探明松散含水层对工作面回采可能造成的危害,制定各种勘查手段,施工地面水位观测孔,通过观测水位变化,论证地表含水层对回采工作面的影响,从而消除安全隐患,为矿井安全提供保障.     

近松散含水层下煤层安全开采分区方法研究

为对松散含水层下采煤进行安全分区,采用基于GIS的近松散含水层下煤层开采安全性评价方法,研究了某矿南六采区近松散含水层下采煤的主要影响因素,通过统计具有相似工程地质条件的矿区资料,用熵值法数学模型,确定各个因素的权重,运用GIS多元信息空间分析技术,对南六采区安全开采可行性进行分区,结果表明:在南六采区的安全可采区的Ⅰ区域布置的01工作面可以进行安全回采。实际回采过程中,该工作面顶板垮落正常,工作面顶板涌水量一般0～6m3/h,没有发生突水溃砂事件。     

厚黄土覆盖区煤炭开采对松散含水层影响的相似模拟研究

为了研究厚黄土覆盖区地下煤层开采对上覆松散含水层的影响机制,以常村煤矿为地质背景,根据相似原理,采用不同采深、不同采高的物理相似模拟试验方法,对煤层采动后的覆岩裂隙发育及上覆松散含水层水位下降速率进行观测记录并对比分析。研究结果表明：地下煤层开采对上覆松散含水层中的地下水的影响存在不同的影响机制,使得含水层受影响的程度不同。煤层顶板导水断裂带是否沟通松散含水层并不是松散含水层破坏、地下水水位下降的唯一条件,松散含水层隔水底板的变形破坏是造成松散含水层破坏的另一关键因素。     

煤层开采厚度变化对上覆松散含水层影响研究

为确保煤矿区地下水资源的可持续利用,采用数值模拟方法研究煤层开采厚度变化对上覆松散含水层的影响。结果表明:对于新近系含水层,在采厚小于6m时,含水层未被疏干,在采厚为6,8,10和12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为300,270,150和120d;对于第四系含水层,在采厚小于10m时,含水层未被疏干,在采厚为10,12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为90,60d。研究成果为煤矿区松散含水层地下水资源保护提供依据。     

龙王沟煤矿特厚煤层上行开采可行性分析

 针对煤层的赋存条件，采用理论分析、UDEC数值模拟对特厚煤层上行开采的必要性、可行性进行论证，并确定合理的上行开采方案。研究结果表明：由于上部可采煤层赋存条件差，该矿井采用上行开采非常必要。理论计算结果表明，6号煤层采用一次采全厚整层开采会对上部煤层造成破坏，技术上不可行，可采用预采顶分层（采高6m）上行开采方案。