基于黄土膏体充填材料配比优化试验研究

为寻求价格日益增长的粉煤灰膏体充填材料的替代品,以山西省某矿4901充填工作面为工程背景,采用理论分析、实验室试验和现场调研等方法,研究了黄土材料作为粉煤灰替代品的替换效果及最优配比。试验和现场应用结果表明:黄土膏体充填材料价格低廉,作为传统粉煤灰膏体充填材料的替代品替换效果较优;黄土膏体充填材料的最优配比方案为水固比(水与固体充填材料质量比)1∶1.6、固相比(矸石与水泥质量比)5∶5及土灰比(黄土与粉煤灰质量比)4∶2时,膏体充填材料稳定性高,材料的后期抗压强度高达5.5MPa;以水泥质量的6%作为膏体充填材料添加剂时,凝结时间缩短79.17%。该研究成果对西部地区有一定的借鉴和参考价值。     

红土隔水层相似材料优化配比研究及应用

红土隔水层模拟材料的相似性是研究隔水土层裂缝发育规律的基础和前提。为提高红土隔水层相似材料模拟的相似性,以陕北榆林某矿隔水层裂缝发育规律为研究对象,采用优化配比试验、数据拟合分析和现场实测等研究方法,对红土隔水层相似材料最优配比进行研究。通过实验室测试和现场测试,验证优化前后隔水层模拟材料的相似性。研究结果表明:沙土比为1∶5,机油含量为19.5%时,相似模拟材料单轴抗压强度与红土相似度达98.5%;当骨胶比为7∶1,沙土比1∶5,相似模拟材料含水率和膨胀率与红土相似度可达85.4%和84.5%;红土隔水层相似模拟材料的最优配比为骨胶比7∶1,沙土比1∶5,机油19.5%,相似比1∶200与红土隔水层材料相似度达92.5%;实验室和现场实测验证发现,优化后红土隔水层相似材料比原相似材料模拟效果提高50%,模拟试验的隔水层裂缝发育特征与现场观测基本一致。该研究可为红土隔水层裂缝发育规律研究提供借鉴和参考。     

厚松散层浅埋煤层开采地表下沉影响因素分析

为研究影响厚松散层浅埋煤层开采地表下沉的主要因素,应用正交实验法,借助数值模拟研究结果,对基岩厚度、松散层厚度及开采厚度3个因素进行影响程度排序。结果表明:基岩厚度是地表下沉的主要控制因素,在此基础上分析得出基载比和基采比是判定地表下沉及覆岩破坏程度的关键因素。通过回归分析拟合给出地表最大下沉值及地表下沉系数与影响因素的综合函数表达式,应用工程实例予以验证,结果表明函数表达式具有较高可信度。     

水体下特厚煤层分层综放开采技术研究

 摘要：特厚煤层分层综放开采覆岩破坏具有他的特殊性,需要进行系统深入的研究。在分析华亭矿区陈家沟煤矿开采、地形等条件的基础上,选择井下仰深孔高压输水、内置式输气、双端封堵、均压测漏设备,进行陈家沟煤矿分层综放开采工作面3201、3202覆岩导水裂隙带高度观测,观测的最大裂采比为11.39;结合数值模拟分析和地表裂缝观测成果,分析给出适合陈家沟煤矿特厚煤层分层综放开采条件下的河下开采安全煤岩柱厚度计算公式。研究成果为华亭矿区水体下安全开采提供了可靠的依据。     

基于覆岩曲率变形的导水裂缝带发育高度研究

为了研究覆岩导水裂缝带最大发育高度，以小保当矿区2^-2煤层为研究对象，通过理论分析、相似材料模拟实验、实例验证等方法，在应用极限曲率预计导水裂缝带发育高度的基础上，借助概率积分法将导水裂缝带上部岩层与煤层的间距、下沉系数η₍(z))、开采高度m与导水裂缝带上部岩层最大曲率变形值K₍(z) max)有机结合，给出了以导水裂缝带上部岩层最大曲率变形值K₍(z) max)为关键参数的覆岩上行裂缝发育高度关系式和以地表最大水平拉伸变形值ε_xm为关键参数的下行裂缝发育深度关系式。在此基础上给出了一种基于概率积分法的导水裂缝带发育高度理论预计方法，应用该预计方法对小保当矿区2^-2号煤层开采覆岩导水裂缝带最大发育高度进行了预计，其最大发育高度为160.1 m，与现场实测152.01～175.57 m基本吻合，研究成果可为相似工况下实现保水开采提供理论依据。     

孟巴矿特厚煤层分层开采覆岩导水裂隙带高度测定

针对孟加拉国巴拉普库利亚煤矿地表松散富含水层水体下安全开采问题,采用井下仰孔注水测漏法对Ⅵ煤首分层综采采场导水裂隙带发育高度进行了现场探测,实测覆岩最大导水裂隙带高度为61.46 m;应用FLAC3D数值模拟方法,模拟计算了首分层和二分层开采覆岩最大导水裂隙带高度分别为65 m和88 m;通过与经验公式计算结果进行对比分析,综合确定首分层开采覆岩最大导水裂隙带高度为65 m,裂采比为21.67,并给出了中硬顶板条件下分层综采导水裂隙带发育高度计算公式。     

三维激光扫描仪在西部矿区采动滑坡监测中的应用研究

三维激光扫描仪是继GPs空间定位技术后的又一项测绘技术革新,文中选择四川达竹矿务局柏林煤矿为研究对象,对西部矿区由于煤炭开采引起的滑坡灾害进行了长期的监测,通过常规测量方法所测得数据进行对比分析,认为三维激光扫描仪能够获取复杂地形三维表面的阵列式几何图形数据,较好的反应了滑坡区的地表移动特殊规律,为滑坡体的移动变形监测提供了可供选择的新方法.     

金属矿层开采地表下沉系数研究

针对金属矿山的复杂地质条件和多变矿体形态的特点,结合在极坐标系下预计矿层地表沉陷的数学模型不需要对采空区进行修正的优点,引入了基于概率积分理论的极坐标数学模型。通过分析金属矿山开采地表出现台阶下沉的非连续移动变形特点,结合覆岩破坏的力学分析,得出了预计金属矿山开采地表下沉系数为分段函数的结论,很好地解释了地表非连续变形和出现塌陷的现象,为进一步研究金属矿层开采对地表造成的损害特征与规律奠定了基础,对指导现场具有一定的意义。     

厚松散层浅埋煤层矿压规律实测分析

对神府韩家湾煤矿2303综采工作面进行了矿压观测,实测了支架活柱下缩量、工作面顶板移近量、顶板来压强度以及巷道变形破坏参数,总结了厚松散层覆盖层浅埋煤层综采工作面的矿压显现规律。观测结果表明,老顶来压强度不高,支架能平衡顶板压力,满足工作面正常开采时对支护阻力的要求。针对目前顶板的支护状况和顶板灾变危险,提出了提高支架初撑力等改善措施,研究成果对指导厚松散层覆盖浅埋煤层综采工作面安全开采具有指导作用。     

矿区三下开采安全性评价与计算机仿真方法

近年来建筑物下、水体下、公路、铁路下煤层安全开采问题凸显,针对这一问题,进行了开采损害的复杂性、多样性、不确定性分析,并以"开采方案-覆岩移动变形-地表损害程度-建筑设施及环境保护"为主线,以概率积分法为基本理论,以计算机仿真为手段,建立矿区地面保护物下安全开采的评价体系,并在西部矿区进行了广泛的实践,实践证明这种评价体系适用性强,它不仅是矿区地面保护物下安全开采的可靠方法之一,也是矿业可持续发展的一种有效的方法。