评价煤层顶板涌(突)水条件的"三图-双预测法"

针对我国煤矿日益严重的顶板涌（突）水问题,提出了解决煤层顶板涌（突）水条件定量评价的“三图－双预测法”,并在开滦荆各庄矿和东欢索矿得到成功的应用。在对荆各庄矿煤９顶板直接充水含水层的富水性和开采顶板冒落的安全性进行分区研究的基础上,运用多源地学信息复合桑加原理,提出了煤９顶板冒落涌（突）水条件玢区的划分方案。最后运用国际先进的Ｖｉｓｕａｌ Ｍｏｄｆｌｏｗ专业软件对即将回采的２０９９,２３９３两工作     

断裂带煤矿井巷滞后突水机理数值模拟

应用FLAC3D软件,基于流-固耦合理论,对开滦赵各庄矿13水平东1石门一次小型滞后突水进行数值模拟.结果表明:受采矿产生的局部二次应力影响,奥陶系灰岩承压水和煤系地层承压水将沿断裂破碎带产生渗流扩散现象,并在岩石巷道附近产生4.0～5.0 Mpa的孔隙水压升高带;当工作面推进55,110,165 m的时候,岩石巷道附近将分别产生最高1.53,4.38,0.05MPa的孔隙水压;升高的孔隙水压无法在短时间内消散,从而进一步作用于岩体,并最终突破岩体阻抗导致突水,突水的发生大约需要1～3个月的滞后期.     

基于FLAC~(3D)的千米埋深的煤层底板影响深度模拟

在获取力学参数的基础上,基于FlAC3D建立了底板突水渗流-损伤耦合数值模型。确定了12煤层底板破坏深度范围,分析了水压、开拓进度(100m步距)对破坏深度的影响。研究成果认为,范各庄12煤的底板影响深度随着开采的步距的加大发生有规律的变化,在开采20a时,底板影响深度达到23m左右,这与范各庄矿的12煤底板的影响深度为18m的实际非常接近,为该矿的后续开采提供科学依据。     

急倾斜煤层开采覆岩变形分析及其应用

分析了碎屑结构煤系地层岩体变形破坏的岩体力学特征及断裂带导水机理,认为岩体体积扩容是工作面顶板破坏内导水性增强、形成导水断裂带的根本原因.应用FLAC^3D模拟分析了连续介质、大变形条件下急倾斜特厚煤层开采引起的覆岩体积应变分区特征,分为连续介质条件下的内部塑性破坏－压缩区、扩容区及外部弹性压缩区.依据垮落带形成过程中的体积变化特征,将连续介质条件下获得的内部塑性破坏－压缩区划为垮落带;扩容区划为断裂带;以分隔扩容区与外部弹性压缩区的体积应变0等值线最大高度确定防水煤柱高度.此方法应用于开滦赵各庄2137急倾斜特厚煤层开采工作面,确定上部防水煤柱高度为63.8 m.     

煤层开采顶板导水裂隙带高度预测研究

为科学设计防水煤(岩)柱尺寸,探讨研究了顶板导水裂隙带高度预测方法.依据顶板导水裂隙带高度与各影响因素之间难以定量的复杂非线性关系,选择具有非线性映射、泛化及容错功能的BP人工神经网络方法,提取8个预测指标,以开滦等18个矿区顶板导水裂隙带高度测试数据形成样本集,建立了导水裂隙带高度预测的三层BP网络.网络以极小误差通过检验,网络计算得到各指标影响权重大小分布与目前的研究认识吻合极好,说明该方法具有合理及适用性.     

急倾斜厚煤层开采水煤体溃泄机理研究

急倾斜厚煤层开采时发生的水媒体溃泄是一种新的矿井灾害.为了有效的防止水煤体溃泄灾害的发生,介绍了水煤体溃泄灾害发生的条件,实验测试了水煤体的物理力学性质,进行了围岩变形相似材料模拟实验,分析了水煤体溃泄的机理,提出了防治水煤体溃泄的工程措施.结果表明,通过对煤粉、水源、水煤体堆积体积和所处力学条件这几个水煤体溃泄的主要因素的有效控制既能有效的防止水煤体溃泄灾害的发生.     

煤层底板断层滞后型突水时效机理的力学试验研究

通过室内单向压缩、蠕变和三轴压缩、蠕变试验，对断层带物质在不同含水量、不同围压、不同加载方式条件下，其变形破坏方式进行了较为系统地试验分析与研究，提出断层带物质随围压的增加，强度有所提高，但随含水量的增加强度将降低；起始流变压力随围压的增加而增大，随含水量的增大而减小；断层带物质的变形破坏特征与荷载作用时间和其组成物质有着密切关系。     

开滦赵各庄矿断裂滞后突水数值仿真模拟

针对开滦赵各庄矿13水平（－1100m)F8断层破碎带穿越的首采区的安全回采评价问题，通过现场地应力实测、室内不同含水量情况下的断裂带物质的单轴、三轴常规和流变力学试验以及反演所确定的力学参数，对其进行弹塑性三维可视化数值仿真模拟，深刻地阐述了其弱化机理和主要控制因素，提出了煤层底板断裂构造突水时间弱化效应的新概念，并对不同水压、不同时效阶段条件下赵各庄矿13水平首采区的安全回采方案作出了预测评价。     

钱家营矿区山西组煤层稳定性分析

在煤炭地质勘查工作中,煤层稳定性的评价是确定勘探类型、合理布置勘探工程量的主要因素之一.从沉积环境分析角度,结合钱家营矿井的实际,对影响煤层稳定性的各种参数进行了定量研究,得出钱家营矿煤层厚度稳定性的定量评价结果,进而更加有效得指导后期的煤矿生产实践活动,提高经济效益.     

巨厚奥灰含水层煤系基底的安全开采技术

开滦矿区通过研究煤系基底阻水带厚度和阻水性能 ;综合探查导水通道的分布 ;有针对性制定安全技术措施 ;对深部开采条件适宜的矿井 ,实施疏水降压开采等综合配套防治技术 ,实现了巨厚奥灰含水层煤系基底的安全开采