煤层夹矸赋存区应力分布特征及微震活动规律

夹矸赋存破坏了煤层的连续性,不仅影响了工作面的采出率,而且在采动压力作用下夹矸较易发生滑移失稳.为了保证采煤工作的安全高效,以运河煤矿C5301含厚层夹矸工作面为例,分析了动-静载条件下煤层夹矸赋存区围岩应力分布特征及微震活动规律.研究表明:含夹矸工作面煤壁前方会形成"双峰值"应力区,即超前支承压力区与夹矸厚度变化形成的低支承压力区,通过分析不同条件下煤壁前方"双峰值"支承压力不均匀叠加前后应力增幅趋势,从而预测工作面回采过程中应力集中情况,同时分析了坚硬顶板破断产生的冲击动载对夹矸厚度变化区剪切应力的影响,根据现场微震事件时域分布及动力响应特征验证了研究内容的合理性.通过对含夹矸煤层的应力分布特征规律进行深入研究,为含夹矸工作面冲击地压防治提供了参考.     

煤层夹矸赋存区应力分布特征及微震活动规律

夹矸赋存破坏了煤层的连续性,不仅影响了工作面的采出率,而且在采动压力作用下夹矸较易发生滑移失稳。为了保证采煤工作的安全高效,以运河煤矿C5301含厚层夹矸工作面为例,分析了动-静载条件下煤层夹矸赋存区围岩应力分布特征及微震活动规律。研究表明:含夹矸工作面煤壁前方会形成"双峰值"应力区,即超前支承压力区与夹矸厚度变化形成的低支承压力区,通过分析不同条件下煤壁前方"双峰值"支承压力不均匀叠加前后应力增幅趋势,从而预测工作面回采过程中应力集中情况,同时分析了坚硬顶板破断产生的冲击动载对夹矸厚度变化区剪切应力的影响,根据现场微震事件时域分布及动力响应特征验证了研究内容的合理性。通过对含夹矸煤层的应力分布特征规律进行深入研究,为含夹矸工作面冲击地压防治提供了参考。     

薄煤层含硬夹矸综采工作面煤壁破坏规律研究

通过对支承压力分布规律的理论研究,结合北宿煤矿薄煤层含硬夹矸的地质条件,运用数值模拟和现场实测的方法,确定出17煤层工作面煤壁破坏区范围不超过0.7m,破坏较严重的区域范围不超过0.4~0.6m,对降低剥离硬夹矸的难度和采煤机截深具有参考作用,同时为类似地质条件下的薄煤层含硬夹矸机械化开采具有一定的指导意义。     

浅析含夹矸煤层综采工作面回采实践

介绍了陈家山煤矿为了提高含夹矸煤层综采工作面采出率,在417综放工作面进行实践,根据不同夹矸参数选用合理的震动炮处理夹矸作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。     

薄煤层含硬夹矸工作面支架阻力与煤壁破坏的关系分析

针对薄煤层含硬夹矸难开采的问题，提出了合理利用工作面支承压力对夹矸进行破坏的思路，分析了支架作用对覆岩运动的影响；得出对于含有硬夹矸煤层并不是支架支撑力越大越好。计算了采场顶板安全控制所需的最低支护强度为0.33 MPa，以此为基础，计算得出每一架支架的最低工作阻力2 200 kN。最后，模拟了支架采用不同的工作阻力时，煤壁前方的支承压力分布参数演化特征，重点分析了支架工作阻力改变对于夹矸破坏的影响。当支架工作阻力采用2 200 kN时垂直应力峰值达到了29.214 MPa，此时夹矸破坏深度达到0.7 m，该值已经大于一个截深，能够有效提高割煤效率。     

含夹矸泥岩煤层巷道外错滑移机理与支护对策

为了揭示三道沟矿区含厚度20 cm泥岩夹矸的5-2号煤层巷道副帮外错变形机理,通过巷道围岩钻孔窥视、围岩变形观测和夹矸泥岩矿物成分X-衍射分析,测定出泥岩夹矸中蒙脱石含量达到55%,高岭石含量达到24%;探明了巷道顶板存在垂直裂隙,巷道副帮(煤柱帮)破坏区较大,巷道收敛变形主要由相邻工作面开采引起,巷道副帮出现较明显的外错式变形。通过数值计算分析,揭示了巷帮外错滑移破坏的机理是相邻工作面侧方支承压力导致煤柱顶板产生垂直裂隙并向相邻采空区水平移动,带动巷道副帮沿夹矸层滑移,形成外错变形。据此,提出了采用长锚杆加强副帮夹矸层上部煤体的支护对策,实践取得了成功。     

综采工作面硬岩夹矸层预裂破碎技术研究

针对综采工作面煤层内含有不稳定分布、呈现致密坚硬特性的不同厚度的夹矸层,煤层夹矸截割性不良,污染煤质的情况,通过夹矸力学实验分析了夹矸岩石力学性质,结果表明,使用CO_2水溶液对夹矸进行预裂更能明显地降低矸石强度。根据数值模拟结果,确定了压裂影响范围与钻孔的直径成正比,并提出小压力、大流量的合理预裂措施。最后,基于实验及模拟结果,针对不同矸石类型,进一步提出大面积坚硬夹矸分类预裂方法,并在现场生产中得到很好的应用效果。该技术研究为同类地质条件下的煤层高效开采提供了参考。     

多夹矸近水平煤层综放开采顶煤三维放出规律

基于散体介质流理论的学术思想,采用三维散体相似模拟试验和数值模拟分析相结合的方法,对多夹矸近水平煤层综放开采煤矸放出体空间形态及顶煤采出率的三维分布特征进行了研究探讨。研究表明,多夹矸近水平综放工作面放煤量从上端头到下端头逐渐增加,含矸率相应降低,工作面下端头的放煤效率较高;顶煤采出率沿煤层走向分区呈动态演化过程,且沿煤层倾向具有周期性分布的特点;煤矸放出体体积随放煤高度增大呈幂函数关系增大;顶煤采出率和含矸率随放煤时间呈阶段性变化特征;采用间隔放煤有利于提高多夹矸煤层的顶煤采出率。     

大采高夹矸煤层片帮机理

采用实验室内试块压力实验、理论分析及现场实测相结合的研究方法,以河东煤矿大采高工作面生产实际为背景,对大采高夹矸煤层工作面片帮作用机理进行分析。研究表明:夹矸及薄煤块不耦合叠加试件单轴抗压强度较不含夹矸的纯煤样强度有所增大,而变形量较纯煤样变形有所减小;煤壁片帮模型理论分析表明,煤层整体高度对煤壁稳定性影响较大,在相同外力条件下,高度越大,煤壁越容易失稳,夹矸层有效减小煤层整体厚度,工作面分层片帮严重程度明显较小;河东煤矿夹矸煤层片帮现象主要发生在10#煤层靠上部位置,片帮面积不大,影响程度较小。     

含夹矸厚煤层沿空巷道围岩稳定性及支护技术研究

为保障含夹矸厚煤层综放沿空巷道的稳定性,确保工作面的安全高效开采,采用数值模拟分析了不同夹矸条件下沿空巷道围岩的应力分布、塑性区分布以及巷道围岩的位移。研究表明:夹矸的存在破坏了巷道围岩的连续性,使得围岩稳定性较差;厚层夹矸条件下,巷道围岩较稳定;当夹矸硬度与煤层硬度相近以及夹矸位于巷道顶部时,巷道围岩稳定性相对较好。在此基础上,提出了合理围岩控制技术,确定选用锚网索配合梯形钢带联合支护的方式,并提出了合理的支护参数;通过工程实践2验证了含夹矸厚煤层沿空巷道围岩控制技术的合理性,确保了工作面的安全高效生产。     

煤层中水-气两相流体渗透性影响因素分析

煤层气储层的渗透性是反映煤层中气、水等流体的渗透性能的重要参数,决定着煤层气的运移和生产。应用煤岩学的方法,从原地应力、有效应力,煤层埋藏深度与原始储层压力,天然裂隙和压力变化等几个方面,对影响煤层渗透率的因素进行了分析、探讨,得出了煤层渗透率与原地应力、有效应力存在相关性,渗透率随煤层埋藏深度的增大而减小、随原始储层压力增大而降低,天然裂隙发育有利于提高渗透性,在开采中受克林肯伯格效应、基质收缩及有效应力影响的结论,为预测煤层气储层的渗透性提供了依据。     

煤基质收缩效应和有效应力对煤层渗透率影响的新数学模型

在煤层气开发过程中,由于受到煤基质收缩效应和有效应力作用的影响,煤层渗透率将随煤储层压力的下降而变化。基于Bangham固体变形理论和有效应力应变理论,建立了煤基质收缩效应和有效应力耦合作用影响下煤层渗透率的数学模型。分析结果表明,自煤层气开始生产起,随着煤储层压力的降低,煤层渗透率变化将可能出现3种情况。经过对已有的现场试验结果与模型结论的对比,证明了该模型与现场实际相符。     

含夹矸层厚煤层综放面矿压显现及顶煤运移规律研究

对某煤矿含夹矸煤层综放面的支架工作阻力和顶煤移动进行了现场观测和分析，揭示了其矿压显现和顶煤运移的规律。发现由于夹矸的影响，与不合夹矸层工作面相比，其周期来压步距、平均动压系数和支护阻力都有不同程度的增大。分析结果为合理确定支架的工作阻力和结构型式及合理确定放煤参数提供了依据。     

长治地区15~#煤层综放开采适应性分析研究

针对长治地区15#煤层的赋存条件,采用现场调研和理论分析相结合的方法,利用煤层强度,煤层赋存深度,采放高度比和煤层夹石等六个指标对该煤层综放开采适应性进行了系统的研究,得出该煤层具有良好的冒放性,对综放开采适应性较好。     

含不稳定中矸厚煤层顶煤冒落规律及提高回收率的研究

在现场实测与实验室研究的基础上,分析了含不稳定中矸厚煤层悬移支架放顶煤开采的顶煤冒落规律,提出了提高顶煤及３ 上 煤残厚回收率的技术对策。     

朝阳区10号煤层发育特征研究

通过对朝阳区10号煤层厚度、结构、煤层的变化规律研究,认为10号煤层为全区发育的特厚煤层,结构复杂,夹矸多,属于较稳定煤层。找出厚度、夹矸及煤质在全区的变化规律,为今后露天矿实际开采提供可靠依据。     

Interval hydraulic fracturing to weaken dirt bands in coal

The paper reports laboratory and mine testing of interval hydraulic fracturing in weakening a dirt band in Abramovsky coal seam, Romanovsky Mine. The authors illustrate effectiveness of the proposed approach in raising coal production from the like seams.     

玉舍矿区煤层瓦斯赋存规律研究

煤层瓦斯赋存规律研究和突出区域预测指标的准确选取是确保煤矿安全生产的关键。在分析玉舍煤矿瓦斯地质资料的基础上,结合煤层相关参数的测定,探讨了地质构造、岩浆侵入、煤层围岩、煤层埋深等地质因素对煤层瓦斯赋存、分布规律的影响。分析了各因素与瓦斯赋存的关系,得出结论:地质构造、煤层围岩、煤层埋深是影响瓦斯赋存的主控因素。     

加大手选拣矸力度的经济效益分析

针对涡北煤矿复合煤层的夹矸厚度大及其开采的毛煤中含有大量矸石导致的煤质管理难度增大等问题,采取了加大地面选矸力度,提质降灰,减少了洗煤厂的负荷,并取得明显的经济效益。     

突出区域煤层孔隙瓦斯赋存规律研究

论文以淮南矿业集团丁集煤矿突出煤层为试验点,采用压汞试验法对煤层孔隙进行研究,得出孔隙半径不同时,瓦斯赋存状态不同,游离和吸附的瓦斯含量也不同。在此基础上,利用高压容量法对煤样进行吸附试验,并结合工业分析结果,分析煤层瓦斯吸附量,根据丁集煤矿实际情况,考虑温度因素对瓦斯吸附试验的影响,为煤与瓦斯防突预测提供依据。