厚煤层分层开采覆岩破坏与变形规律的试验研究

为了研究离石矿区上覆松软结构的厚煤层分层采动下裂隙分布及演化规律,采用工程地质力学模型试验的手段,分析研究了分层开采条件下,覆岩裂隙发育的工程地质力学机理及控制因素;揭示了采动影响下覆岩裂隙是至下而上呈梯形分布的破坏与变形规律。在第一层回采完的导水裂隙发育高度为40m,第二层回采完时裂隙贯通整个覆岩层。为工程实践和采矿安全提供理论依据。     

深埋巨厚煤层分层开采覆岩破坏规律研究

以准东煤田大井2~#煤矿B_1巨厚煤层分层开采为工程背景,采用关键层和材料力学相关理论及UDEC数值模拟对煤层分层采出后覆岩破坏进行研究。UDEC数值模拟得出煤层全部采出后覆岩的最终破坏高度约为256.8 m,验证了理论计算的合理性。     

巨厚煤层分层开采覆岩移动规律数值模拟研究

以准东煤田大井二号煤矿BM煤层的分层开采为例,利用FLAC~(3D)数值模拟得到采动后上覆岩层的体积应变增量切片。分析结果表明:受煤层采动影响,覆岩移动破坏区域由采空区向深部延伸,大致呈鞍形分布。覆岩裂隙发育速度随各分层开采逐渐减缓,裂隙发育高度与已采煤层厚度成幂函数关系。     

巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采覆岩破坏高度研究

为了确定巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采条件下覆岩破坏特征,以老虎台矿55003工作面为对象,采用数值计算、微震监测和瞬变电磁探测方法对区域分层综放开采过程中覆岩破坏高度进行分析,确定了采出厚度与覆岩破坏高度的关系。研究表明,抚顺矿区巨厚煤层软弱覆岩条件下覆岩破坏高度与采出厚度呈线性正相关,覆岩破坏高度为采出厚度的8.4倍。巨厚煤层软弱覆岩的破坏高度比坚硬覆岩综放开采要小。覆岩破坏主要受到油页岩和绿色页岩组成的岩层结构的制约,同时受到F7-1断层和F7断层的影响。     

准东巨厚煤层分层开采覆岩移动规律相似模拟试验

针对新疆准东大井矿区二号井B1煤层赋存地质特征,运用关键层理论对其覆岩结构进行判断分析,采用试验研究的方法建立相似模拟试验模型,研究巨厚煤层分层开采过程中覆岩破断、沉降规律。试验结果表明:巨厚煤层分层开采覆岩破坏高度达到221.24m,其中跨落带98.3m,裂隙带138.2m;基本顶及各亚关键层破断失稳后急剧下沉,随工作面的推进不断被压实、岩层间离层(横向裂隙)逐渐闭合,形成具有一定承载能力的"铰接结构",当第三分层回采完毕,主关键层下部与下位岩层的离层空间达到最大。     

冈瓦纳地层特厚煤层顶水分层开采覆岩破坏规律综合研究

冈瓦纳地层由于成岩作用差,在煤炭开采中引起的覆岩破坏方面具有一定的特殊性。对孟加拉国巴拉普库利亚煤矿厚松散含水体下安全开采进行研究,采用物理相似模拟和数值模拟方法,模拟计算了该矿一、二分层开采导水裂缝带发育高度,同时采用井下仰孔注水测漏法和地表钻孔冲洗液漏失量法,分别对2个分层开采的导水裂缝带发育高度进行了现场探测,通过综合分析探测结果与模拟预测结果,发现该矿的裂采比要远大于目前国内已经掌握的相关资料,得到了在开采同一分层时3个相邻工作面采后采动影响范围达到最大,一分层综采裂采比为25∶1,二分层综采累计裂采比达到20∶1,为冈瓦纳地层下安全开采提供了重要依据。     

特厚煤层分层开采覆岩变化规律及瓦斯治理技术研究

以大黄山煤矿中大槽煤层开采为工程背景,利用FLAC3D和UDEC数值模拟软件研究了应力演化规律及覆岩裂隙演化规律,并基于数值模拟的结果进行了瓦斯富集区域的判定,分析了中大槽上分层开采瓦斯运移规律,据此进行瓦斯治理方案的设计,取得了良好的瓦斯治理效果。     

浅埋深特厚煤层综放开采覆岩破坏规律研究

浅埋深特厚煤层综放开采有可能使采动裂隙导通地表,对地面及井下作业构成威胁。通过综放开采覆岩破坏高度的理论计算和计算机数值模拟,以国投哈密一矿7#煤层为典型案例,对浅埋深特厚煤层综放开采覆岩的移动破坏规律进行研究,为相似条件下特厚煤层综放开采的安全实施提供借鉴。     

厚煤层分层开采覆岩破坏探测研究

观测采用电视成像探测技术。通过在靠近采空区的位置(包括利用原有巷道或新掘探巷)向采空区打若干垂直或近垂直钻孔,通过探头在钻孔中移动,获得任意位置的图像信息,传输到计算机上。     

深部开采煤层底板采动变形破坏规律研究

针对某矿煤层埋藏深,受底板承压水威胁严重的问题,确定底板采动破坏的深度是实现对其深部开采的关键和前提。根据该矿1305工作面的水文地质条件、煤层力学性质以及顶底板岩层结构和性质,运用FLAC3 D数值模拟方法研究煤矿深部开采过程中应力分布与塑性区分布特征,结合现场实测数据及煤层不同深度的超前段底板超声图像观测规律,得出该工作面采动煤层底板变形破坏的深度约为22 m。     

厚煤层下行式分层开采底板破坏规律研究

以潘北矿11113工作面开采为例,采用相似材料模拟与数值模拟相结合的手段,分析3#煤下行式分层开采的底板破坏特征。结果表明:3#煤底板破坏深度为17.2~18.5 m,存在底板灰岩突水可能性,应注意底板疏水降压与加固。     

沙基岩浅埋深厚煤层采煤方法探讨

在分析了煤层地质条件的基础上,讨论了适合9号煤层的3种采煤方法,通过分析分层开采、大采高综采和综采放顶煤开采的优缺点及适应条件,确定了9号煤层采用综采放顶煤采煤方法,并结合沙基岩浅埋深煤层的矿压规律,探讨了回采工艺参数。开采实践证明采煤方法及工艺参数的选择较合理,开采效果较好,给准格尔矿区东部厚煤层开采提供了借鉴的经验。     

厚煤层综采面覆岩破坏及控制应用研究

为了解决由于煤层的赋存及采面的快速推进使得采面覆岩的破坏程度增大、造成采面围岩的变形破坏进一步加大、工作面支架的支护难度增大等问题,通过理论分析结合现场实测等方法,对工作面支架及来压步距进行分析,得出厚煤层大采高采面覆岩破坏规律,并提出厚煤层综采覆岩控制支护方案,有效地解决厚煤层综采面的矿压显现及覆岩破坏问题.     

特厚煤层分层综放开采覆岩破坏规律数值模拟

 以华亭陈家沟煤矿综放采场实测导水裂隙带发育高度成果数据为基础,应用FLAC3D反演计算模拟分层综放开采引起的煤层覆岩破坏规律,并与实测数据进行了对比分析得出：分层综放开采后覆岩移动破坏形成“拱”式承载结构,拱脚压应力高度集中;导水裂隙带发育形态也近似为“拱形”,与实际探测高度拟合度较好;分析了开采过程中覆岩的位移场、应力场和塑性破坏区分布规律。研究结果可为深入研究分层综放开采覆岩破坏规律提供借鉴。     

采空区下煤层开采覆岩破坏规律数值模拟

基于古书院矿煤层的实际地质资料,利用RFPA2D分析软件对采空区下15#煤层开采覆岩破坏进行了模拟,观察开采后15#煤层坚硬顶板的裂隙发育状况,研究采动覆岩中三带的发育高度,并对结果从采场上覆岩层移动破坏规律、15#煤层顶板位移及应力变化特征方面进行了分析。通过对15#煤层三带分布研究,编制矿井冒落带和导水裂隙带高度的等值线图,确定15#煤层的导水裂隙带最大发育高度,预测在15#煤层回采过程中,9#煤层采空区积水下渗的可能性。根据裂隙发育情况,结合顶板岩性,为15#煤建立抽放系统、治理瓦斯的论证提供依据。     

特厚煤层分层开采煤自燃防治技术研究

鲍店煤矿5304采煤工作面采用特厚煤层分层的开采方式,采空区漏风规律复杂,给矿井的安全生产带来很大的危险。论文根据矿井的实际情况,分析了5304采煤工作面在煤自燃防治方面存在的难点;根据特厚煤层分层开采煤自燃的层位定律,对煤自燃易发地点"两道两线"进行了分析,确定了5304采煤工作面防火的重点部位;结合该煤层自燃的特点和规律,从上下分层及上分层沿空侧三个部分研究了不同时期的煤自燃防治技术,有效保障了矿井的安全生产。     

厚煤层综放工作面覆岩运移规律研究

针对厚煤层综放工作面覆岩突然性断裂垮落导致动力灾害的问题,根据煤岩层赋存条件和开采布局,考虑工作面顶板裂隙分布规律和开采扰动影响,采用现场勘察、岩石力学实验、数值计算等分析方法,综合分析厚煤层综放工作面覆岩运移活动规律。结果表明:受重力作用,覆岩垮落自采空区中心向四周均匀发展,岩层在拉伸应力作用下拉伸应力区呈U形破坏分布;随着掘进深度与层位的延伸,工作面顶板破坏区相互铰接形成稳定结构,阻碍了顶板运动;工作面来压步距较大,覆岩垮落冲击矿压载荷量级较大,工作面中上部区域覆岩运移量大于下部区域。