第四系松散含水层下煤层开采突水危险性及防水煤柱确定方法

通过理论分析提出了松散含水层突水危险系数概念,建立了第四系松散含水层下煤层开采突水危险性评价和防水煤柱留设的理论与方法.研究结果表明,开采煤层顶界至第四系松散含水层底界之间距离减去开采煤层一次采全高形成的冒落裂隙带高度为有效保护层厚度,若有效保护层厚度小于零,第四系松散含水层可能涌入回采工作面,造成顶板突水.若有效保护层厚度大于零,其突水危险性采用松散含水层水压与有效保护层厚度之比值,即松散含水层突水危险系数来评价.在此基础上,提出了根据松散含水层内的水压值确定保护层的厚度和合理的防水煤柱值.采用该方法对开滦东欢坨井田8煤层开采时第四系松散含水层的突水危险性和防水煤柱进行了评价,评价结果与实际相吻合.     

浅谈矿井水害立体防治技术体系

基于矿井水害的防治技术及系统性、动态性等特点,论述矿井水害发生的根本原因及构建矿井水害立体防治技术体系的重要性,分析了矿井水害立体防治技术体系、构成及立体性、技术体系性分类特点,按立体空间位置及软件措施、危险程度及控制措施、系统的影响要素等特征进行几种分类方法的论述,重点给出了影响因素分类系统中矿井地表水害防治技术子体系、地下水害立体防治技术子体系等分类、特点及适用范围,并将立体防治技术在北皂矿井海下采煤水害防治研究中进行了体系构建、分类及防治技术综合实例应用,取得了较好的效果。     

覆岩离层带多层位注浆减沉技术研究

煤要后覆岩中的导水殍浊带这上存在离层带。多层位注浆时注浆体在离层中呈多层凸透镜状。地表减沉率与注采比成正比,其比例系数到决于地表的开采充分程度。多层位注浆的工程实验其注采比达到３７％,减沉效果显著,注浆减沉必需与井下开采协调配合。将注浆减沉技术有效应用于建筑物下开采,应具备一定的地质、开采等条件。     

开采沉陷的三维数值仿真与计算模型探讨

应用有限元法对某矿开采导致的地表沉陷进行了三雏数值分析,并就该地质开采条件分别对平面和三雏情况、有无弱面情况进行了对比计算和分析。结果表明,设置弱面的三雏计算模型更符合工程实际。     

软岩巷道变形特点分析

本文通过对梁家煤矿软岩巷道的变形分析，说明了软岩巷道的破坏特点，并探讨了各因素对巷道稳定性的影响。     

采场底板岩层破坏与损伤分析

底板岩层在采动过程中的破坏取决于底板的应力场和原生缺陷分布。在基于岩石工程破坏准则，探讨底板岩层破坏定义的前提下，依据现场综合观测资料，采用各向同性弹性损伤双标量模型的两个损伤变量描述底板岩层的裂隙演化，结合位移反分析的结果，研究底板岩层破坏的细观机理，可为开采煤层底板的安全性评价提供依据。     

矿井岩体破坏突水机制及非线性渗流模型初探

矿山采动围岩破坏突水过程中,水流经历了在含水层中的Darcy层流、破碎带中的非Darcy快速流以及进入巷道中的Navier-Stokes紊流3个物理过程.研究表明Brinkman方程比较适合破碎带渗流特点;同时,将含水层Darcy渗流和巷道N-S流动有机联系在统一流动场中,基于质量守恒和压力平衡,建立突水流体流动数值模型.据此,以采动诱发陷落柱突水为例,应用COMSOL Multiphysics系统数值分析工具,通过在模型中耦合Brinkman,Navier-Stokes和Darcy方程,把含水层、岩体破碎带和巷道整个突水水流路径连接在一起,模拟突水流动全过程.计算结果表明,陷落柱作为含水层渗流和巷道突水自由流动的过渡区域,其渗透性变化对于突水压力和流速演变十分敏感,陷落柱或导水破碎带沟通了含水层和巷道之间的水力联系,而含水层充足的补给水量是保持恒定的高水压并沿陷落柱形成突水的根源.     

岩石强度准则的真三轴压力试验检验与分析

本文探讨了脆性破坏岩石的强度准则。根据应力空间岩石强度极限曲面的特征,选择能够反映岩石强度极限曲面特征的双剪应力和八面体剪应力两类强度准则,进行岩石强度极限曲面的回归分析,并做了红砂岩真三轴压力强度试验。根据真三轴压力强度试验资料,通过对八种岩石强度准则的回归分析对比,推荐两种三参数的双剪应力和八面体剪应力强度准则。     

大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土支架主体钢管选用194 mm×10 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助金属网支护和混凝土喷层支护。通过数值分析可知,主斜井泥岩段开挖后及时施加钢管混凝土支架支护方案,钢管混凝土支架承载能力大,能够提供强大的支护反力,限制巷道围岩向巷道空间的移动,保证巷道围岩稳定和支护结构可靠。通过巷道施工和现场监测分析可知,大断面软岩巷道高强度快速支护方案易于施工,能够维持主斜井泥岩段软岩巷道围岩的稳定。     

钢管混凝土支架在深井巷道中的支护实验研究

为解决华丰煤矿-1100m水平风井联络巷变形持续时间长、变形量大、难支护的问题,结合巷道围岩地质条件和巷道变形破坏特征,设计了以钢管混凝土支架为主的复合支护方案:支架断面为圆形,支架主体钢管采用219mm×8mm无缝钢管,充填C40混凝土,辅助锚网喷和围岩注浆加固。而后,利用FLAC3D对支护效果进行模拟分析,结果表明:巷道支护稳定后顶底板最大移近量为90mm,两帮移近量为80mm,围岩变形得到有效控制。最后,将复合支护技术成功应用于工程现场,充分证明基于钢管混凝土支架的复合支护能够有效控制巷道围岩变形,保证巷道的长期稳定。