华阳二矿15号煤层开采上覆采空区积水威胁程度研究

华阳二矿3号煤层已采掘完成并形成大量的采空区积水,为更加准确的掌握其对下位15号煤层开采的威胁,通过数值模拟、收集资料、现场实测等方法,进行3号煤层开采底板破坏深度及15号煤层开采顶板导水裂隙带发育高度的研究,通过线性回归方法得到针对华阳二矿3号煤层底板破坏深度及15号煤层顶板导水裂隙带发育高度的回归方程,给出3号煤层采空区积水威胁程度划分标准并得到危险程度分区图,对15号煤层预测、防治上覆采空区水害隐患具有重要意义。     

山西某矿15112工作面导水裂隙带高度实测

探究15号煤层覆岩导水裂隙带发育情况,是山西某煤矿开采过程中防治水工作的重点。以15112工作面为研究对象,通过在相邻工作面回风顺槽布设钻窝,设计导水裂隙带高度观测孔和对比孔,通过井下仰斜钻孔导高观测仪进行实测,确定了15112工作面15号煤层覆岩导水裂隙带高度。根据实测数据与理论预测高度数据对比,找出开采厚度与导水裂隙带高度的关系,确定了山西某煤矿导水裂隙带的发育高度为42.28 m。该实测方法可有效测定含水层下采煤裂隙带高度,研究成果可以为矿井防治水工程实践提供指导。     

草湾沟煤矿导水裂隙带发育高度预计与数值模拟

以榆神矿区草湾沟煤矿3-1号煤层为例,分别采用理论计算和数值模拟实验对该煤层导水裂隙带发育规律及最大高度进行研究。得出理论公式计算和数值模拟实验的结果具有较好的一致性,3-1号煤层开采产生的导水裂隙带不会对矿区关键含水层产生影响,导水裂隙带最大高度在60 m左右更为可靠。     

采区首采工作面导水裂隙带发育高度实测研究

导水裂隙带发育高度是指导降低煤炭开采水害影响、提高煤炭资源回收率等工作开展的基础性参数。文章以山西某矿2采区首采的2501综放工作面为研究对象,依据地质钻孔资料、岩层力学参数对5号煤层顶板覆岩岩性进行划分,采用现场实测法确定导水裂隙带高度。结果表明:5号煤层覆岩岩性属于软弱类,根据经验公式计算得到导水裂隙带发育高度为153.4~177.0 m;现场实测得到5号煤导水裂隙带高度为168.27~177.05 m、为煤层厚度的18.7~19.7倍。     

采空区下煤层开采覆岩破坏规律数值模拟

基于古书院矿煤层的实际地质资料,利用RFPA2D分析软件对采空区下15#煤层开采覆岩破坏进行了模拟,观察开采后15#煤层坚硬顶板的裂隙发育状况,研究采动覆岩中三带的发育高度,并对结果从采场上覆岩层移动破坏规律、15#煤层顶板位移及应力变化特征方面进行了分析。通过对15#煤层三带分布研究,编制矿井冒落带和导水裂隙带高度的等值线图,确定15#煤层的导水裂隙带最大发育高度,预测在15#煤层回采过程中,9#煤层采空区积水下渗的可能性。根据裂隙发育情况,结合顶板岩性,为15#煤建立抽放系统、治理瓦斯的论证提供依据。     

和善煤矿“两带”高度数值模拟及实测研究北大核心

为探究上位煤层采动影响对下位煤层垮落带及导水裂隙带发育规律的影响,在理论分析的基础上,运用UDEC数值模拟软件,模拟了不同层间距上位煤层底板断裂带深度与下位煤层覆岩“两带”高度变化规律,并以实际工作面为背景,采用双端堵水器对覆岩“两带”高度进行实测。结果表明:9+10号煤垮落带高度为10.6 m,导水裂隙带高度为45.79 m,上位煤层开采对下位煤层导水裂隙带的发育高度存在一定影响,且基本呈负相关趋势,上下两煤层导水裂隙带存在贯通的可能性。     

榆神矿区中深埋厚煤层开采覆岩破坏规律研究

中深埋煤层覆岩破坏规律及裂隙发育特征与煤矿安全开采密切相关。为揭示陕北侏罗纪煤田中深埋工作面高强度开采下的覆岩破坏规律以及导水裂隙带发育规律,以榆神矿区小保当一号煤矿112201工作面为研究区域,采用数值模拟和现场实测相结合的方法开展了风沙滩地区中深埋煤层高强度开采下的煤层覆岩破坏规律研究。研究表明:112201工作面的初次来压步距约为100m,2-2煤充分采动后,导水裂隙带最终发育高度为169.2m,裂采比为29.27。根据高密度三维地震探查,导水裂隙带发育高度为178.42m,裂采比为30.87。研究成果可为中深埋煤层开采矿井水害防治和水资源保护提供指导。     

杭来湾煤矿导水裂隙带发育高度数值模拟研究

杭来湾煤矿近年来由开采活动引起3号煤层上覆岩层发生移动和断裂变形,严重威胁矿井的安全生产。以杭来湾煤矿为研究对象,运用数值模拟软件,对30101综放工作面导水裂隙带发育过程及发育高度进行了模拟研究。模拟结果表明:煤层开采厚度为4.5 m时,导水裂隙带发育高度达到最大值117.5 m。经过与钻孔实测结果、经验公式计算得到的导水裂隙带发育高度进行对比分析,模拟结果与实测情况基本吻合,认为数值模拟方法对煤矿矿井突水预测提供理论基础,也可对煤矿安全生产提供较高的参考价值。     

高家堡井田二盘区导水裂隙带高度实测研究

为了查明煤层顶板导水裂隙发育规律,采用地面钻孔分段注水测试和钻孔窥视方法实测了高家堡井田204工作面和205工作面煤层顶板导水裂隙带发育高度。研究结果表明：（1）205工作面DT1钻孔位置煤层顶板导水裂隙带发育高度为327.75 m,裂采比25.81。（2）204工作面DT2钻孔位置煤层顶板导水裂隙带发育高度为197.85 m,裂采比35.33。（3）高家堡井田二盘区导水裂隙带实测结果丰富了黄陇煤田综放采煤覆岩破坏规律。     

近距离煤层开采导水裂隙带发育高度数值模拟研究

为解决邵寨煤矿2号、5号煤层重复采动面临的覆岩破断及两带发育高度问题,以及研究此情形下导水裂隙带演化规律,运用数值模拟计算方法,采用3DEC数值模拟软件,通过对近距离煤层条件下工作面的回采进行模拟实验,获得导水裂隙带的演化趋势,以及工作面回采结束后的两带最终发育高度。模拟结果表明,导水裂隙带高度沿工作面倾向是从零开始逐渐增加的,最终当工作面回采360 m时,导水裂隙带高度增加至100 m,而走向导水裂隙带初始为煤2层采动造成的高度为78 m,随着煤5层的回采导水裂隙带高度保持不变,当工作面回采至220～260 m时向上延伸至100 m,随后继续保持稳定,导水裂隙带最终发育高度为100 m,贯穿了延安组岩层达到安定组岩层但并未到达洛河组含水层,可以保障井下的安全生产。     

潞安矿区康庄井田3号煤层水文地质条件分析

通过收集井田内以往钻探、物探等资料,并结合区域水文地质资料,对潞安矿区康庄井田3号煤层的水文地质条件进行了分析,得出以下结论:①井田内3号煤层的主要充水水源为顶板水和底板水,主要充水通道为潜在陷落柱、断层和导水裂隙带;②3号煤层在井田内大部分区域带压,理论上的最大突水系数为0.043 MPa/m,带压区域均为非突水危险区;③当采用放顶煤开采3号煤层时,导水裂隙带发育高度为149.38～212 m,平均为169.78 m,可直接导通上覆的K_8砂岩、K_(10)砂岩含水层,大部分区域还能导通基岩风化带裂隙含水层及第四系松散层孔隙含水层;④未来开采3号煤层前,应通过三维地震勘探、地面瞬变电磁勘探等手段进一步查明水文地质条件。对康庄井田3号煤层今后的开发,具有重要的指导意义。     

煤层开采对第四系松散含水层影响的研究

为了分析煤层开采对第四系松散含水层的影响,选择潞安矿区漳村矿为试验现场,通过浅部至深部煤层开采项板导水裂隙发育高度的理论分析、数值模拟和实际观测资料对比,研究采高6m,采动导水裂隙发育规律及对松散含水层的影响.结果表明:煤层埋深小于110 m区段,导水裂隙可突破第四系底部黏土隔水层而发育至第四系松散含水层,并对该含水层造成破坏;煤层埋深介于110～190 m区段,导水裂隙仅发育至基岩风氧化带,风化裂隙水可进入采场,对第四系底部松散含水层水影响较小;煤层埋深大于190 m区段,采动导水裂隙发育限制在完整基岩内,仅将顶板砂岩裂隙水引入采场.据此分析,漳村矿对采高6m、埋深大于190 m的中深部煤层的开采对第四系松散含水层几乎无影响.     

河下多煤层安全开采顺序对导水裂隙带高度的影响

为研究河流下多煤层开采顺序对上覆岩层导水裂隙带发育高度影响的问题,根据1930煤矿煤岩物理力学指标及多个钻孔实测数据,采用理论分析和UDEC软件数值模拟的方法对位于河流下1930煤矿的4,5,6号煤层的不同开采顺序对上覆岩层导水裂隙带发育情况进行分析。结果表明：当开采顺序不同时,上覆岩层导水裂隙带高度不同;利用“三带”法、比值法对多煤层开采顺序进行判定,排除开采顺序在理论上不可行的方案;当按煤层4→5→6逐层开采时,导水裂隙带高度分别为54.2,74.3,74.3 m,按5→4→6顺序开采时对应的导水裂隙带高度分别为74.3,74.3,74.3 m;然后通过数值模拟方法对可行方案进行优化验证,当按煤层4→5→6逐层开采的导水裂隙带高度分别为54,78,128 m,按5→4→6顺序开采对应的导水裂隙带高度分别为76,83,60 m。最后确定按煤层5→4→6的上、下行混合顺序开采更为合理。     

坪上煤矿15号煤层带压开采安全性评价及治理

当煤层处于带压区时,需要进行合理的带压开采设计。通过对坪上煤矿15号煤层突水系数的计算和赋水条件的分析发现,该矿突水系数由井田西北向东南逐渐变小,导水裂隙成为了15号煤层充水的主要水源。因此加强导水断裂构造的防治水是带压开采的重要工作。     

新登煤矿综放开采导水裂隙带发育高度研究

煤层开采后导水裂隙带发育高度至顶板含水层和底板承压含水层,会使覆岩中的水通过导水裂隙带进入工作面,给煤矿安全生产带来重大隐患。为获得新登煤矿煤层开采后导水裂隙带的发育高度,在该矿31101工作面进行了实测研究。首先通过对井下施工的4个钻孔的钻孔漏失量,大致推导出工作面开采后的导水裂隙带高度;然后利用电视成像仪观测孔壁的裂隙,判断导水裂隙带高度;最后通过物理相似模拟实验,分析导水裂隙带发育规律。得出新登煤矿31101工作面的顶板导水裂隙带高度45.7~46.7 m;底板导水裂隙带高度5.6 m。     

基于相关性分析的导水裂隙带发育高度预测

以榆神矿区小保当煤矿为研究对象,采用地质比拟方法对 2^-2煤层开采导水裂隙带发育高度进行预测分析。 根据榆神矿区煤层覆岩典型组合结构,确定 2^-2煤层覆岩类型为软岩类、较软岩类和较坚硬岩,并将其划分为硬-软-硬和硬-硬-软组合结构;筛选了覆岩采动裂隙发育的影响因素,以榆神矿区导水裂隙带发育高度实测为例,分析了煤层覆岩结构类型、采高、埋深、工作面跨度与导水裂隙带发育高度的相关性,采用回归分析方法拟合确定了不同主控因素条件下的导水裂隙带发育高度预测公式。 研究成果对小保当煤矿保水采煤、顶板水害防治提供了一定的理论依据。     

曹家滩煤矿导水裂隙带高度确定及水害防治

导水裂隙带发育高度是确定煤体回采后是否与上覆含水层及采空积水沟通的关键参数。特厚煤层回采导致上覆岩体破坏高度较大,导水裂隙带发育沟通采空积水区,将导致采空水经由新生裂缝涌入工作面,影响地下水赋存条件,进而影响矿山安全生产。为确定曹家滩煤矿122108工作面导水裂隙带发育高度,采用理论计算、数值模拟相结合的方法对覆岩层导水裂隙带的发育特征进行分析,并提出相应的水灾预防及应急措施。分析结果表明,随着煤层走向开采距离的增大,导水裂隙带高度逐渐增大,煤层充分采动后导水裂隙带高度趋于稳定,约为207～233 m,裂采比为20.7～23.3,为矿井的水害防治及矿区生态保护提供了科学的决策依据和技术支持。     

盖州煤业9号煤导水裂隙带高度实测研究

针对盖州煤业9号煤受到上覆3号煤层采空区积水威胁的问题,采用井下导水裂隙带高度观测仪和钻孔成像仪实测的相互验证方法,确定了9号煤层导水裂隙带高度。现场实测表明:1号钻孔测得的导水裂隙带高度为27.25 m,2号钻孔测得的导水裂隙带高度为28.8 m,再用钻孔成像进行验证,最终确定导水裂隙带高度为28.8 m,确保了采空积水区下采煤的安全可靠性。     

长治三元晋永泰煤矿水文地质条件分析

针对计划开采的15~#煤层面临的水害问题,采用综合分析法,对长治三元晋煤永泰煤矿含水层富水性、隔水层隔水性及地下水补径关系进行综合分析,认为在上覆3号煤层导水裂隙带影响下,15~#煤的导水裂隙带有导通到地表的可能,15~#煤层顶板水富水性变化大,底板标高高于奥灰水水位标高。计划开采的15~#煤受采掘破坏或影响的含水层有一定的补给水源,但补给条件一般,综合分析矿区水文地质类型为中等型。     

煤层为主含水层采动中的覆岩裂隙演化规律研究

小纪汗井田是以2号煤层为主含水层的矿井,为确保煤层安全回采,采用RFPA~(2D)对煤层开采进行数值模拟,分析了煤层为主含水层开采时采动裂隙演化和支承压力特征,对现场进行了实测,得出了煤层为主含水层采动中覆岩裂隙演化特征。研究结果表明:采动裂隙是2号煤层的主要充水通道;利用RFPA~(2D)数值模拟对导水裂隙带发育高度的预测与实测结果吻合良好,但结果比较保守。