将军戈壁二号露天矿火烧区综合水文地质勘察

为查明将军戈壁二号露天矿东北角烧变岩区水文地质情况,采用磁法、瞬变电磁法及钻孔补勘等工作方法探测了煤层火烧区岩区富水性。结合物探地质资料、钻探、地质地形地质资料,对测区内磁异常及低阻异常进行了综合分析,确定了烧变岩边界区域,富水区的分布范围、火烧区的含水层信息。采用多种方法探测,从多维角度分析火烧区空间形态和水文地质特性及火烧区与原岩水层之间的水力联系,评价富水区突水性,综合保障确定了矿区采煤防突水安全工作。     

厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面覆岩破坏电法监测

掌握导水裂缝带发育高度对于厚松散层薄基岩煤矿工作面安全开采具有重要的意义。在煤层采动影响前,在工作面巷道向煤层工作面顶板施工1个仰孔,布置孔中电极电缆,形成钻孔电法监测系统。在巷道中连接并行电法仪器和钻孔电缆,数据采集方式称为AM法。随采煤工作面位置逐渐接近并进入钻孔控制范围,监测电极电流值和视电阻率值发生变化。结果表明:对潘北煤矿厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面电法监测显示,弯曲下沉带电极电流值和视电阻率值较为稳定,受采动影响程度较小;导水裂缝带内,电极电流值明显下降,视电阻率值明显升高;顶板高度0~40 m采动超前影响范围可达410 m左右;工作面坚硬顶板砂岩地层为控制覆岩破坏的关键层,采空区上方坚硬顶板岩层垮落滞后工作面9~16 m;工作面导水裂缝带高度为37 m,导水裂缝带未发育到基岩面,风化砂质泥岩裂隙在采动应力作用下存在闭合现象。     

烧变岩侵蚀条件下倾斜煤层露天矿分区境界优化

为了优化烧变岩侵蚀条件下倾斜煤层露天矿分区境界,分析了新疆煤田烧变岩赋存特点,以及煤、岩层赋存情况的随机性,以神华新疆能源有限责任公司黑山露天煤矿为例,通过构建模拟开采境界,揭示了境界剥采比与平均剥采比随分区境界外扩的变化规律,确定了烧变岩侵蚀露天矿分区境界圈定的原则及适用条件;通过SMCAD软件构建了黑山露天煤矿三维仿真境界;提出了通过建立煤、岩层层状属性块体模型,用块量反验方式校验三维境界的方法。研究结果表明:黑山露天煤矿经济合理剥采比nj为8.06 m~3/t,满足了境界剥采比n_0=4.4 m~3/t≤nj条件,即存在以"境界剥采比小于或等于经济合理剥采比"为原则确定的合理境界;采用块量反验方法得到其块量里收境界剥采比与块量外扩境界剥采比,从三维角度实现了反验设计境界的合理性,由块量反验可知块量外扩分区境界剥采比nk+,i=8.05 m3/t≤nj,合理确定了外扩境界,从而实现了烧变岩侵蚀条件下露天矿经济效益的最大化。     

覆岩隔离注浆充填技术在新义矿业的应用研究

为解决新义矿业地表村庄压煤问题，对该矿11090工作面实施覆岩隔离注浆填充不迁村技术。通过对注浆减沉原理进行分析，结合矿井地质条件，对相关参数进行预计，在对方案可行性、适用性进行判断的基础上，设计了完善的注浆填充技术方案，并对工程效果进行了预计。该技术可有效改善地表沉降现象，避免村庄的迁移，同时解放压煤资源，实现矿区可持续发展。     

特厚煤层相邻工作面开采覆岩运移规律研究

为了掌握相邻工作面煤层开采后覆岩运移规律,采用FLAC有限元软件模拟某矿相邻工作面先后开采后覆岩应力、位移和塑性破坏特征。结果表明:相邻采空区残余支承压力在中间区段煤柱叠加,煤柱覆岩在极大应力的作用下产生较大的垂直位移和剪切破坏,使得两侧采空区高位覆岩向下同步运动;采空区覆岩随工作面回采呈现"增大-稳定"的拱形破坏,沿倾向形成双拱破坏,其与中间煤柱覆岩较大的剪切耦合形成1个横跨两采空区的破坏拱。最后通过现场钻孔窥视证实覆岩运移破坏特征,并结合经验公式得到相邻工作面开采覆岩"两带"破坏高度取估算上限值更为合理。     

煤矿黏土注浆管路淤堵软化实验与应用

为了解决煤矿黏土注浆管路淤堵问题,开展黏土注浆管路淤堵软化实验和应用研究。在黏土注浆管路淤堵特征剖析的基础上,通过软化剂作用下黏土崩解实验开展相关研究。结果表明:强氧化类的软化剂与黏土试样反应最为激烈,碱性软化剂与黏土试样反应最慢,酸性软化剂与黏土试样反应速度适中。以0.1 mol/L氨基磺酸溶液或0.25 mol/L醋酸溶液作为黏土淤堵软化剂最优。实践证明,采用管路涂抹环氧树脂,重点部位压力监测,淤堵管路浸泡软化剂等手段可以有效防治黏土灌浆管路淤堵问题。     

浅埋煤层高强度开采覆岩切落式塌陷灾害演化规律及影响因素分析

为了对西北浅埋煤层高强度开采覆岩切落式塌陷灾害演化规律及影响因素进行研究，以哈拉沟煤矿22407工作面为工程背景，采用相似模拟和理论研究的方法分析了浅埋煤层高强度开采覆岩切落式塌陷灾害演变规律，结果表明：高强度开采覆岩切落式塌陷灾害始于直接顶悬臂梁切落，覆岩产生的纵向裂隙，随着工作面推进，断裂带内的砌体梁结构失稳，引起关键层及其承载层切落，导致塌陷灾害发生。基于上述研究，建立了由支架-矸石-悬臂梁结构-砌体梁结构组成的力学模型，运用突变理论分析了覆岩结构、岩性、载荷及支架刚度、来压步距等因素对切落塌陷产生影响机制，为浅埋煤层高强度开采工作面生产安全及生态保护提供了科学依据。     

深井软岩巷道底鼓原因及防治技术

软岩巷道易发生大变形,其底鼓问题向来是软岩工程中难以解决的难题之一,在深井条件下更为突出。为解决这类问题,开展软岩巷道底鼓影响因素分析及防治技术研究就显得十分必要。以吕临能化有限公司南延辅助运输大巷为工程背景,率先对巷道底鼓影响因素进行分析,并以此为基础,提出运用切割槽卸压控制底板高应力,联合运用锚杆、锚索与注浆技术对底板进行加固技术措施。现场应用结果表明:该底鼓防治方案效果良好,返修工程量低,经济效益显著,能够为相似条件下的深井软岩巷道底鼓防治技术提供一定借鉴。